1. Краткое введение в карбоксиметилцеллюлозу
Английское название: Карбоксилметилцеллюлоза
Сокращение: CMC
Молекулярная формула вариабельна: [C6H7O2(OH)2CH2COONa]n
Внешний вид: белый или светло-желтый волокнистый гранулированный порошок.
Растворимость в воде: легко растворяется в воде, образуя прозрачный вязкий коллоид, при этом раствор является нейтральным или слабощелочным.
Характеристики: Высокомолекулярное поверхностно-активное коллоидное соединение, без запаха, вкуса и нетоксично.
Природная целлюлоза широко распространена в природе и является наиболее распространенным полисахаридом. Однако в производстве целлюлоза обычно существует в форме карбоксиметилцеллюлозы натрия, поэтому полное название должно быть карбоксиметилцеллюлоза натрия, или КМЦ-Na. Широко используется в промышленности, строительстве, медицине, пищевой промышленности, текстильной промышленности, керамике и других областях.
2. Технология карбоксиметилцеллюлозы
Технология модификации целлюлозы включает в себя: этерификацию и этерификацию.
Превращение карбоксиметилцеллюлозы: реакция карбоксиметилирования в технологии этерификации, целлюлоза карбоксиметилируется для получения карбоксиметилцеллюлозы, обозначаемой как КМЦ.
Функции водного раствора карбоксиметилцеллюлозы: загущение, пленкообразование, связывание, удержание воды, защита коллоидов, эмульгирование и суспензирование.
3. Химическая реакция карбоксиметилцеллюлозы
Реакция ощелачивания целлюлозы:
[C6H7O2(OH) 3]n + nNaOH→[C6H7O2(OH) 2ONa ]n + nH2O
Реакция этерификации монохлоруксусной кислоты после щелочной целлюлозы:
[C6H7O2(OH) 2ONa ]n + nClCH2COONa →[C6H7O2(OH) 2OCH2COONa ]n + nNaC
Следовательно, химическая формула образования карбоксиметилцеллюлозы выглядит следующим образом: Cell-O-CH2-COONa NaCMC
Карбоксиметилцеллюлоза натрияNaCMC (или сокращенно CMC) — это водорастворимый эфир целлюлозы, который может изменять вязкость большинства распространенных водных растворов от нескольких сП до нескольких тысяч сП.
4. Характеристики карбоксиметилцеллюлозы
1. Хранение водного раствора КМЦ: Он стабилен при низких температурах и солнечном свете, но кислотность и щелочность раствора изменяются из-за перепадов температуры. Под воздействием ультрафиолетовых лучей или микроорганизмов вязкость раствора снижается или даже ухудшается. При необходимости длительного хранения следует добавить подходящий консервант.
2. Способ приготовления водного раствора КМЦ: сначала необходимо равномерно смочить частицы, что значительно увеличивает скорость растворения.
3. КМЦ гигроскопичен и во время хранения его следует защищать от влаги.
4. Соли тяжелых металлов, таких как цинк, медь, свинец, алюминий, серебро, железо, олово и хром, могут вызывать выпадение осадка КМЦ.
5. В водном растворе с pH ниже 2,5 образуется осадок, который можно восстановить после нейтрализации добавлением щелочи.
6. Хотя такие соли, как кальций, магний и поваренная соль, не оказывают осаждающего эффекта на КМЦ, они снижают вязкость раствора.
7. КМЦ совместим с другими водорастворимыми клеями, размягчителями и смолами.
8. Из-за различных способов обработки КМЦ может иметь вид мелкого порошка, крупного зерна или волокна, что не имеет ничего общего с его физико-химическими свойствами.
9. Способ применения порошка КМЦ прост. Его можно добавлять и растворять непосредственно в холодной воде или в теплой воде при температуре 40-50°C.
5. Степень замещения и растворимость карбоксиметилцеллюлозы
Степень замещения относится к среднему числу карбоксиметильных групп натрия, присоединенных к каждому звену целлюлозы; максимальное значение степени замещения составляет 3, но наиболее полезным в промышленности является NaCMC со степенью замещения от 0,5 до 1,2. Свойства NaCMC со степенью замещения 0,2-0,3 значительно отличаются от свойств NaCMC со степенью замещения 0,7-0,8. Первый лишь частично растворим в воде с pH 7, а второй полностью растворим. В щелочных условиях наблюдается обратная ситуация.
6. Степень полимеризации и вязкость карбоксиметилцеллюлозы
Степень полимеризации: обозначает длину цепи целлюлозы, которая определяет вязкость. Чем длиннее цепь целлюлозы, тем выше вязкость, и, соответственно, выше вязкость раствора NaCMC.
Вязкость: раствор NaCMC является неньютоновской жидкостью, и его кажущаяся вязкость уменьшается с увеличением силы сдвига. После прекращения перемешивания вязкость пропорционально увеличивалась до тех пор, пока не стабилизировалась. То есть раствор является тиксотропным.
7. Область применения карбоксиметилцеллюлозы
1. Строительная и керамическая промышленность
(1) Архитектурные покрытия: хорошая дисперсия, равномерное распределение покрытия; отсутствие расслоения, хорошая стабильность; хороший загущающий эффект, регулируемая вязкость покрытия.
(2) Керамическая промышленность: используется в качестве связующего вещества для улучшения пластичности глины для керамики; прочная глазурь.
2. Стиральная, косметическая, табачная, текстильная полиграфическая и красильная промышленность.
(1) Стирка: КМЦ добавляется в моющее средство, чтобы предотвратить повторное оседание выстиранной грязи на ткани.
(2) Косметические средства: загустители, диспергаторы, суспендирующие вещества, стабилизирующие вещества и т. д. Целесообразно в полной мере использовать различные свойства косметических средств.
(3) Табак: КМЦ используется для скрепления табачных листов, что позволяет эффективно использовать щепу и уменьшить количество сырых табачных листьев.
(4) Текстиль: В качестве отделочного агента для тканей КМЦ может уменьшить пропуск нитей и обрыв концов нитей на высокоскоростных ткацких станках.
(5) Печать и окрашивание: Используется в печатной пасте, которая может повысить гидрофильность и проникающую способность красителей, сделать окрашивание равномерным и уменьшить разницу в цвете.
3. Производство противомоскитных спиралей и сварочных электродов.
(1) Спирали от комаров: CMC используется в спиралях от комаров для повышения их прочности и уменьшения вероятности поломки.
(2) Электрод: КМЦ используется в качестве глазирующего агента для улучшения сцепления и формирования керамического покрытия, повышения его эффективности при нанесении кистью, а также для обеспечения возможности выгорания при высоких температурах.
4. Индустрия зубной пасты
(1) КМЦ обладает хорошей совместимостью с различными сырьевыми материалами в зубной пасте;
(2) Паста нежная, не выделяет воду, не отслаивается, не густеет и образует обильную пену;
(3) Хорошая стабильность и подходящая консистенция, благодаря которым зубная паста имеет хорошую форму, сохраняет форму и обладает особенно приятным вкусом;
(4) Устойчивость к перепадам температуры, увлажнение и фиксация аромата.
(5) Мелкая резка и отруби в банках.
5. Пищевая промышленность
(1) Кислые напитки: В качестве стабилизатора, например, для предотвращения осаждения и расслоения белков в йогурте из-за агрегации; улучшение вкуса после растворения в воде; хорошая однородность замещения.
(2) Мороженое: необходимо добиться образования однородной, дисперсной и стабильной смеси воды, жира, белка и т. д., чтобы избежать образования кристаллов льда.
(3) Хлеб и выпечка: КМЦ может контролировать вязкость теста, повышать влагоудержание и срок хранения продукта.
(4) Лапша быстрого приготовления: повышает прочность и устойчивость лапши к варке; обладает хорошей формуемостью при приготовлении печенья и блинов, поверхность блина гладкая и не ломается.
(5) Быстрорастворимая паста: в качестве основы для камеди.
(6) КМЦ физиологически инертна и не имеет калорийной ценности. Поэтому можно производить низкокалорийные продукты.
6. Бумажная промышленность
КМЦ используется для проклейки бумаги, что придает ей высокую плотность, хорошую впитываемость чернил, высокую способность к сбору воска и гладкость. В процессе окрашивания бумаги он помогает контролировать скатываемость цветной пасты; он улучшает сцепление между волокнами внутри бумаги, тем самым повышая прочность и устойчивость бумаги к сгибанию.
7. Нефтяная промышленность
CMC используется при бурении нефтегазовых скважин, рытье траншей и в других проектах.
8. Другие
Клеи для обуви, шляп, карандашей и т. д., полироли и красители для кожи, стабилизаторы для пенных огнетушителей и т. д.
Дата публикации: 04.01.2023