1. Scurtă introducere a carboximetilcelulozei
Denumire în engleză: Carboxilmetilceluloză
Abreviere: CMC
Formula moleculară este variabilă: [C6H7O2(OH)2CH2COONa]n
Aspect: pulbere granulară fibroasă albă sau galben deschis.
Solubilitate în apă: ușor solubilă în apă, formând un coloid vâscos transparent, iar soluția este neutră sau ușor alcalină.
Caracteristici: Compus cu greutate moleculară mare de coloid tensioactiv, inodor, fără gust și netoxic.
Celuloza naturală este larg răspândită în natură și este cel mai abundent polizaharid. Însă, în producție, celuloza există de obicei sub formă de carboximetilceluloză sodică, așa că denumirea completă ar trebui să fie carboximetilceluloză sodică sau CMC-Na. Este utilizată pe scară largă în industrie, construcții, medicină, alimente, textile, ceramică și alte domenii.
2. Tehnologia carboximetilcelulozei
Tehnologia de modificare a celulozei include: eterificarea și esterificarea.
Transformarea carboximetilcelulozei: reacția de carboximetilare în tehnologia de eterificare, celuloza este carboximetilată pentru a obține carboximetilceluloză, denumită CMC.
Funcțiile soluției apoase de carboximetilceluloză: îngroșare, formare de peliculogen, legare, retenție de apă, protecție coloidală, emulsionare și suspendare.
3. Reacția chimică a carboximetilcelulozei
Reacția de alcalinizare a celulozei:
[C6H7O2(OH)3]n + nNaOH → [C6H7O2(OH)2ONa]n + nH2O
Reacția de eterificare a acidului monocloroacetic după celuloza alcalină:
[C6H7O2(OH)2ONa]n + nClCH2COONa →[C6H7O2(OH)2OCH2COONa]n + nNaC
Prin urmare: formula chimică pentru formarea carboximetilcelulozei este: Cell-O-CH2-COONa NaCMC
Carboximetilceluloză de sodiu(NaCMC sau pe scurt CMC) este un eter de celuloză solubil în apă care poate face ca vâscozitatea celor mai utilizate formulări de soluții apoase să varieze de la câțiva cP la câteva mii de cP.
4. Caracteristicile produsului carboximetilceluloză
1. Depozitarea soluției apoase de CMC: Este stabilă la temperaturi scăzute sau la lumina soarelui, dar aciditatea și alcalinitatea soluției se vor modifica din cauza schimbărilor de temperatură. Sub influența razelor ultraviolete sau a microorganismelor, vâscozitatea soluției va scădea sau chiar se va deteriora. Dacă este necesară depozitarea pe termen lung, trebuie adăugat un conservant adecvat.
2. Metoda de preparare a soluției apoase de CMC: mai întâi, particulele se umezesc uniform, ceea ce poate crește semnificativ rata de dizolvare.
3. CMC este higroscopic și trebuie protejat de umiditate în timpul depozitării.
4. Sărurile de metale grele precum zincul, cuprul, plumbul, aluminiul, argintul, fierul, staniul și cromul pot provoca precipitarea CMC.
5. Precipitarea are loc în soluția apoasă sub pH 2,5, care poate fi recuperată după neutralizare prin adăugarea de alcali.
6. Deși sărurile precum calciul, magneziul și sarea de masă nu au un efect de precipitare asupra CMC, ele vor reduce vâscozitatea soluției.
7. CMC este compatibil cu alte adezivi, emolienți și rășini solubile în apă.
8. Datorită diferitelor procese de prelucrare, aspectul CMC poate fi pulbere fină, granulație grosieră sau fibroasă, fără nicio legătură cu proprietățile fizice și chimice.
9. Metoda de utilizare a pulberii CMC este simplă. Poate fi adăugată direct și dizolvată în apă rece sau caldă la 40-50°C.
5. Gradul de substituție și solubilitatea carboximetilcelulozei
Gradul de substituție se referă la numărul mediu de grupări carboximetil sodice atașate fiecărei unități de celuloză; valoarea maximă a gradului de substituție este 3, dar cel mai util din punct de vedere industrial este NaCMC cu un grad de substituție care variază de la 0,5 la 1,2. Proprietățile NaCMC cu un grad de substituție de 0,2-0,3 sunt destul de diferite de cele ale NaCMC cu un grad de substituție de 0,7-0,8. Primul este doar parțial solubil în apă cu pH 7, dar cel de-al doilea este complet solubil. Opusul este valabil în condiții alcaline.
6. Gradul de polimerizare și vâscozitatea carboximetilcelulozei
Gradul de polimerizare: se referă la lungimea lanțului de celuloză, care determină vâscozitatea. Cu cât lanțul de celuloză este mai lung, cu atât vâscozitatea este mai mare, la fel și soluția de NaCMC.
Vâscozitate: Soluția de NaCMC este un lichid non-newtonian, iar vâscozitatea sa aparentă scade odată cu creșterea forței de forfecare. După oprirea agitării, vâscozitatea a crescut proporțional până când a rămas stabilă. Adică, soluția este tixotropă.
7. Domeniul de aplicare al carboximetilcelulozei
1. Industria construcțiilor și a ceramicii
(1) Acoperiri arhitecturale: dispersie bună, distribuție uniformă a stratului de acoperire; fără stratificare, stabilitate bună; efect bun de îngroșare, vâscozitate reglabilă a stratului de acoperire.
(2) Industria ceramică: utilizată ca liant brut pentru a îmbunătăți plasticitatea argilei ceramice; glazură durabilă.
2. Industriile de spălare, cosmetice, tutun, imprimare și vopsire a textilelor
(1) Spălare: În detergent se adaugă CMC pentru a preveni redepunerea murdăriei spălate pe țesătură.
(2) Cosmetice: îngroșare, dispersare, suspendare, stabilizare etc. Este benefic să se pună pe deplin în valoare diversele proprietăți ale cosmeticelor.
(3) Tutun: CMC este utilizat pentru lipirea foilor de tutun, ceea ce poate utiliza eficient așchii și reduce cantitatea de frunze de tutun crude.
(4) Textile: Ca agent de finisare pentru țesături, CMC poate reduce săriturile de fir și ruperea la capăt pe războaiele de țesut de mare viteză.
(5) Imprimare și vopsire: Se utilizează în pasta de imprimare, care poate spori capacitatea hidrofilă și penetrantă a coloranților, poate uniformiza vopsirea și poate reduce diferența de culoare.
3. Industria bobinelor și tijelor de sudură anti-țânțari
(1) Spire anti-țânțari: CMC este utilizat în spiralele anti-țânțari pentru a spori rezistența acestora și a le face mai puțin susceptibile de rupere.
(2) Electrod: CMC este utilizat ca agent de glazurare pentru a face ca stratul ceramic să se lipească și să se formeze mai bine, cu o performanță de periere mai bună și, de asemenea, are performanțe de ardere la temperaturi ridicate.
4. Industria pastei de dinți
(1) CMC are o bună compatibilitate cu diverse materii prime din pasta de dinți;
(2) Pasta este delicată, nu separă apa, nu se exfoliază, nu se îngroașă și are o spumă bogată;
(3) Stabilitate bună și consistență adecvată, care pot conferi pastei de dinți o formă bună, o retenție bună și un gust deosebit de plăcut;
(4) Rezistent la schimbările de temperatură, hidratant și fixator de parfumuri.
(5) Forfecare și eliminare a reziduurilor în cutii mici.
5. Industria alimentară
(1) Băuturi acide: Ca stabilizator, de exemplu, pentru a preveni precipitarea și stratificarea proteinelor din iaurt din cauza agregării; gust mai bun după dizolvarea în apă; bună uniformitate a substituției.
(2) Înghețată: Apa, grăsimea, proteinele etc. formează un amestec uniform, dispersat și stabil pentru a evita cristalele de gheață.
(3) Pâine și produse de patiserie: CMC poate controla vâscozitatea aluatului, poate îmbunătăți retenția de umiditate și durata de valabilitate a produsului.
(4) Tăiței instant: cresc rezistența și rezistența la gătire a tăițeilor; au o bună formabilitate în biscuiți și clătite, iar suprafața prăjiturii este netedă și nu se rupe ușor.
(5) Pastă instant: ca bază pentru gumă de mestecat.
(6) CMC este inert din punct de vedere fiziologic și nu are valoare calorică. Prin urmare, se pot produce alimente cu conținut scăzut de calorii.
6. Industria hârtiei
CMC este utilizat pentru încleierea hârtiei, ceea ce îi conferă o densitate mare, o bună rezistență la penetrarea cernelii, o capacitate mare de colectare a cerii și o netezime deosebită. În procesul de colorare a hârtiei, ajută la controlul rulabilității pastei de colorare; poate îmbunătăți aderența dintre fibrele din interiorul hârtiei, sporind astfel rezistența și rezistența la îndoire a hârtiei.
7. Industria petrolieră
CMC este utilizat în forajul de petrol și gaze, săparea de puțuri și alte proiecte.
8. Alții
Adezivi pentru încălțăminte, pălării, creioane etc., lustruiri și coloranți pentru piele, stabilizatori pentru stingătoare cu spumă etc.
Data publicării: 04 ian. 2023