Карбоксиметилцеллюлоза (КМЦ) получают после карбоксиметилирования целлюлозы. Ее водный раствор обладает загущающими, пленкообразующими, связующими, водоудерживающими, коллоидными защитными, эмульгирующими и суспензионными свойствами и широко используется в нефтяной, пищевой, медицинской и текстильной промышленности, а также является одним из важнейших эфиров целлюлозы. Природная целлюлоза — наиболее распространенный и многочисленный полисахарид в природе, и ее источники очень богаты. Современные технологии модификации целлюлозы в основном сосредоточены на этерификации и этерификации. Карбоксиметилирование — это один из видов технологии этерификации.
физические свойства
Карбоксиметилцеллюлоза натрия (КМЦ) — это анионный эфир целлюлозы, имеющий белый или слегка желтоватый флокулированный волокнистый порошок или белый порошок, без запаха и вкуса, нетоксичный; легко растворим в холодной или горячей воде, образуя прозрачный раствор определенной вязкости. Раствор нейтральный или слабощелочной, нерастворим в этаноле, эфире, изопропаноле, ацетоне и других органических растворителях, растворим в 60%-ном водном растворе этанола или ацетона. Гигроскопичен, устойчив к свету и теплу, вязкость уменьшается с повышением температуры, раствор стабилен при pH 2-10, при pH ниже 2 наблюдается осаждение твердых частиц, а вязкость уменьшается при pH выше 10. Температура обесцвечивания составляет 227℃, температура карбонизации — 252℃, а поверхностное натяжение 2%-ного водного раствора составляет 71 мН/н.
химические свойства
Он получают из производных целлюлозы с карбоксиметильными заместителями путем обработки целлюлозы гидроксидом натрия для образования щелочной целлюлозы, а затем реакции с монохлоруксусной кислотой. Глюкозный фрагмент, составляющий целлюлозу, имеет 3 гидроксильные группы, которые могут быть замещены, поэтому можно получить продукты с различной степенью замещения. В среднем, на 1 г сухого веса вводится 1 ммоль карбоксиметила, который нерастворим в воде и разбавленной кислоте, но может набухать и использоваться для ионообменной хроматографии. Значение pKa карбоксиметила составляет около 4 в чистой воде и около 3,5 в 0,5 моль/л NaCl. Это слабокислый катионообменник, обычно используемый для разделения нейтральных и основных белков при pH > 4. Более 40% гидроксильных групп замещены карбоксиметильными группами, которые могут растворяться в воде, образуя стабильный высоковязкий коллоидный раствор.
Главная цель
Карбоксиметилцеллюлоза (КМЦ) — это нетоксичный, не имеющий запаха белый хлопьевидный порошок со стабильными свойствами, легко растворимый в воде. Его водный раствор представляет собой нейтральную или щелочную прозрачную вязкую жидкость, растворимую в других водорастворимых клеях и смолах и нерастворимую в органических растворителях, таких как этанол. КМЦ может использоваться в качестве клея, загустителя, суспендирующего агента, эмульгатора, диспергатора, стабилизатора, проклеивающего агента и т. д.
Карбоксиметилцеллюлоза натрия (КМЦ) — это продукт с наибольшим объемом производства, наиболее широко используемый и наиболее удобный в применении среди эфиров целлюлозы, обычно известный как «промышленный глутамат натрия».
1. Используется для бурения нефтяных и газовых скважин, рытья колодцев и других работ.
① Буровой раствор, содержащий КМЦ, способствует образованию на стенках скважины тонкой и плотной фильтрующей корки с низкой проницаемостью, что снижает потери воды.
② После добавления КМЦ в буровой раствор буровая установка может получить низкое начальное усилие сдвига, благодаря чему раствор легко высвобождает заключенный в нем газ, и одновременно обломки быстро удаляются в грязевой яме.
③Буровой раствор, как и другие суспензионные дисперсии, имеет определенный период существования, и добавление КМЦ может сделать его стабильным и продлить этот период.
④ Грязь, содержащая КМЦ, редко подвергается воздействию плесени, поэтому нет необходимости поддерживать высокий уровень pH и использовать консерванты.
⑤ Содержит КМЦ в качестве добавки для обработки бурового раствора, что позволяет противостоять загрязнению различными растворимыми солями.
⑥ Грязь, содержащая КМЦ, обладает хорошей стабильностью и может снизить потери воды даже при температуре выше 150℃.
КМЦ с высокой вязкостью и высокой степенью замещения подходит для буровых растворов с низкой плотностью, а КМЦ с низкой вязкостью и высокой степенью замещения — для буровых растворов с высокой плотностью. Выбор КМЦ должен определяться в зависимости от различных условий, таких как тип бурового раствора, регион и глубина скважины.
2. Используется в текстильной, полиграфической и красильной промышленности. В текстильной промышленности КМЦ используется в качестве проклеивающего агента для тонкой пряжи из хлопка, шелка, шерсти, химических волокон, смесовых и других прочных материалов;
3. Применение в бумажной промышленности. КМЦ может использоваться в качестве разглаживающего и проклеивающего агента для бумаги. Добавление 0,1–0,3% КМЦ в целлюлозу может повысить прочность бумаги на разрыв на 40–50%, увеличить прочность на сжатие на 50% и повысить пластичность в 4–5 раз.
4. КМЦ может использоваться в качестве адсорбента грязи при добавлении в синтетические моющие средства; в производстве бытовой химии, например, зубной пасты, водный раствор КМЦ с глицерином используется в качестве основы для зубной пасты; в фармацевтической промышленности используется в качестве загустителя и эмульгатора; водный раствор КМЦ используется для загущения и обработки минералов и т. д.
5. В керамической промышленности его можно использовать в качестве клея, пластификатора, суспендирующего агента для глазури, фиксатора цвета и т. д.
6. Используется в строительстве для улучшения водоудержания и прочности.
7. Используется в пищевой промышленности. В пищевой промышленности КМЦ с высокой степенью замещения применяется в качестве загустителя для мороженого, консервов, лапши быстрого приготовления, а также в качестве стабилизатора пены для пива и т. д. В качестве загустителей, связующих веществ или вспомогательных компонентов.
8. Фармацевтическая промышленность выбирает КМЦ с соответствующей вязкостью в качестве связующего вещества для таблеток, дезинтегранта и суспендирующего агента для суспензий.
Дата публикации: 03.11.2022