В керамической промышленности,карбоксиметилцеллюлоза (КМЦ)КМЦ — водорастворимое полимерное соединение, полученное из природной целлюлозы. Благодаря своим превосходным загущающим, связующим, водоудерживающим, суспензионным и реологическим свойствам, КМЦ стала незаменимой добавкой в процессе производства керамических заготовок и глазурей. Она улучшает качество поверхности и механическую прочность керамических изделий за счет улучшения реологических свойств керамической суспензии и свойств формования заготовок, и имеет значительную экономическую и техническую ценность.
1. Основные свойства КМК
Карбоксиметилцеллюлоза — это анионный водорастворимый полимер, получаемый путем введения карбоксиметильных (–CH₂–COOH) групп в природную целлюлозу посредством реакции этерификации. К его основным свойствам относятся:
Хорошая растворимость: быстро растворяется как в холодной, так и в горячей воде, образуя прозрачный коллоидный раствор высокой вязкости.
Загущение и реологическая регулировка: раствор КМЦ обладает значительной вязкостью и может регулировать тиксотропию керамической суспензии и глазури, обеспечивая поддержание определенной консистенции в неподвижном состоянии и повышение текучести при перемешивании или приложении сдвиговой силы.
Водоудержание и стабильность: КМЦ эффективно снижает испарение воды из ила и глазури, повышает стабильность и предотвращает расслоение или осаждение.
Безопасность и защита окружающей среды: изготовлен из натуральной целлюлозы, является биоразлагаемым и безопасным в использовании.
2. Основная роль КМЦ в производстве керамики
2.1. В качестве диспергатора и загустителя для буровых растворов.
При изготовлении керамических заготовок КМЦ может значительно улучшить текучесть и суспензионные свойства глинозема. Увеличивая вязкость и тиксотропию глинозема, КМЦ способствует равномерному диспергированию керамических частиц, предотвращает осаждение и облегчает литье, распылительную грануляцию или литье под давлением, тем самым улучшая плотность и однородность заготовки.
2.2. В качестве формовочной добавки и связующего вещества.
В процессе прессования или экструзионного формования КМЦ может повысить пластичность и прочность сцепления заготовки, облегчая ее извлечение из формы и снижая вероятность растрескивания. Его превосходные связующие свойства также позволяют прочно скреплять керамические частицы в процессе сушки, повышая прочность заготовки в сухом состоянии и уменьшая потери в процессе формования.
2.3. Улучшение характеристик остекления
При приготовлении глазури КМЦ может значительно улучшить суспензионную и текучесть глазурной суспензии, предотвратить осаждение и агломерацию. Кроме того, КМЦ регулирует тиксотропию глазурной суспензии, делает процесс глазурования более равномерным, уменьшает провисание и улучшает качество поверхности глазурованного слоя.
2.4. Водоудержание и трещиностойкость
CMC эффективно удерживает влагу в суспензии и глазури, замедляет скорость высыхания и снижает риск растрескивания и деформации поверхности изделия. Это особенно важно для крупногабаритных или тонкостенных керамических изделий, что способствует повышению качества продукции.
2.5. Улучшение качества поверхности изделия
Благодаря улучшению распределения частиц в материале и равномерности глазури, CMC делает поверхность обожженных керамических изделий более гладкой и изящной, одновременно уменьшая вероятность появления дефектов, таких как точечные отверстия и пузырьки.
3. Применение КМЦ в различных процессах производства керамики
Повседневная керамика: улучшает текучесть и прочность пульпы, а также уменьшает деформацию и образование трещин во время сушки и обжига.
Строительная керамика (керамическая плитка, настенная плитка, напольная плитка): улучшение равномерности глазури и качества глазури, а также увеличение выхода годной продукции.
Специальная керамика: В производстве высокотехнологичной керамики, такой как электронная керамика и функциональная керамика, КМЦ используется для контроля распределения частиц и повышения прочности в сыром виде.
Керамическая 3D-печать: выступая в качестве реологического регулятора и связующего вещества, она помогает получить подходящую вязкость суспензии и точность печати.
4. Факторы, влияющие на эффект КМК
Степень замещения (СЗ): Степень замещения карбоксиметильной группой в молекулах КМЦ обычно составляет от 0,6 до 1,2. Чем выше СЗ, тем лучше растворимость в воде и загущающие свойства КМЦ.
Молекулярная масса и вязкость: Высоковязкая КМЦ обеспечивает более сильное водоудержание и загущающий эффект, но может привести к снижению текучести суспензии; необходимо выбрать соответствующую марку в соответствии с требованиями процесса.
Количество добавки: В общем, количество добавки КМЦ в производстве керамики составляет 0,1–0,5% от массы суспензии, и это количество необходимо оптимизировать экспериментальным путем.
Метод растворения и диспергирования: для достижения наилучшего эффекта необходимо предварительно полностью растворить КМЦ путем интенсивного перемешивания, чтобы избежать агломерации.
5. Экологические и экономические выгоды
КМЦ получают из натуральной целлюлозы, она обладает превосходной биоразлагаемостью и безопасностью, а также соответствует требованиям экологической безопасности современной керамической промышленности. Кроме того, высокоэффективное добавочное действие КМЦ позволяет снизить энергопотребление, сократить время сушки и уменьшить процент брака, тем самым повышая эффективность производства и экономическую выгоду.
В керамической промышленности,КМЦ (карбоксиметилцеллюлоза) — важная функциональная добавка.Это помогает керамическим изделиям достигать более высокого качества и большей эффективности производства за счет улучшения реологических свойств глины и глазури, повышения прочности сцепления и прочности в сухом состоянии, а также оптимизации эффекта глазурования. В условиях стремления керамической промышленности к экологичности и высокоэффективному производству перспективы применения КМК (керамических композитных материалов) будут расширяться.
Дата публикации: 28 июля 2025 г.