1. Stručný úvod do karboxymetylcelulózy
Anglický názov: Karboxylmetylcelulóza
Skratka: CMC
Molekulárny vzorec je variabilný: [C6H7O2(OH)2CH2COONa]n
Vzhľad: biely alebo svetložltý vláknitý granulovaný prášok.
Rozpustnosť vo vode: ľahko rozpustný vo vode, tvorí priehľadný viskózny koloid a roztok je neutrálny alebo mierne zásaditý.
Vlastnosti: Vysokomolekulárna zlúčenina povrchovo aktívneho koloidu, bez zápachu, bez chuti a netoxická.
Prírodná celulóza je v prírode široko rozšírená a je najrozšírenejším polysacharidom. Vo výrobe sa však celulóza zvyčajne vyskytuje vo forme sodnej soli karboxymetylcelulózy, takže celý názov by mal byť sodná soľ karboxymetylcelulózy alebo CMC-Na. Široko sa používa v priemysle, stavebníctve, medicíne, potravinárstve, textilnom priemysle, keramike a ďalších oblastiach.
2. Technológia karboxymetylcelulózy
Technológia modifikácie celulózy zahŕňa: éterifikáciu a esterifikáciu.
Transformácia karboxymetylcelulózy: karboxymetylačná reakcia v éterifikačnej technológii, celulóza sa karboxymetyluje za vzniku karboxymetylcelulózy, označovanej ako CMC.
Funkcie vodného roztoku karboxymetylcelulózy: zahusťovanie, tvorba filmu, spájanie, zadržiavanie vody, ochrana koloidov, emulgácia a suspendovanie.
3. Chemická reakcia karboxymetylcelulózy
Reakcia alkalizácie celulózy:
[C6H7O2(OH)3]n + nNaOH→[C6H7O2(OH)2ONa]n + nH2O
Eterifikačná reakcia kyseliny monochlóroctovej po alkalickej celulóze:
[C6H7O2(OH)2ONa]n + nClCH2COONa → [C6H7O2(OH)2OCH2COONa]n + nNaC
Preto: chemický vzorec na tvorbu karboxymetylcelulózy je: Cell-O-CH2-COONa NaCMC
Sodná soľ karboxymetylcelulózy(NaCMC alebo skrátene CMC) je vo vode rozpustný éter celulózy, ktorý môže zmeniť viskozitu najbežnejšie používaných vodných roztokov od niekoľkých cP do niekoľkých tisíc cP.
4. Vlastnosti produktu karboxymetylcelulóza
1. Skladovanie vodného roztoku CMC: Je stabilný pri nízkych teplotách alebo slnečnom svetle, ale kyslosť a zásaditosť roztoku sa mení v dôsledku zmien teploty. Vplyvom ultrafialového žiarenia alebo mikroorganizmov sa viskozita roztoku znižuje alebo dokonca zhoršuje. Ak je potrebné dlhodobé skladovanie, mal by sa pridať vhodný konzervačný prostriedok.
2. Metóda prípravy vodného roztoku CMC: najprv rovnomerne navlhčite častice, čo môže výrazne zvýšiť rýchlosť rozpúšťania.
3. CMC je hygroskopická a počas skladovania by mala byť chránená pred vlhkosťou.
4. Soli ťažkých kovov, ako je zinok, meď, olovo, hliník, striebro, železo, cín a chróm, môžu spôsobiť vyzrážanie CMC.
5. Vo vodnom roztoku pri pH pod 2,5 dochádza k zrážaniu, ktoré je možné po neutralizácii získať pridaním zásady.
6. Hoci soli ako vápnik, horčík a kuchynská soľ nemajú zrážací účinok na CMC, znižujú viskozitu roztoku.
7. CMC je kompatibilná s inými vo vode rozpustnými lepidlami, zmäkčovadlami a živicami.
8. V dôsledku rôzneho spracovania môže mať CMC jemný prášok, hrubozrnnú štruktúru alebo vláknitosť, čo nemá nič spoločné s fyzikálnymi a chemickými vlastnosťami.
9. Metóda použitia CMC prášku je jednoduchá. Môže sa priamo pridať a rozpustiť v studenej alebo teplej vode s teplotou 40 – 50 °C.
5. Stupeň substitúcie a rozpustnosť karboxymetylcelulózy
Stupeň substitúcie sa vzťahuje na priemerný počet karboxymetylových skupín sodných solí pripojených ku každej celulózovej jednotke; maximálna hodnota stupňa substitúcie je 3, ale priemyselne najvyužitejšou je NaCMC so stupňom substitúcie v rozmedzí od 0,5 do 1,2. Vlastnosti NaCMC so stupňom substitúcie 0,2 – 0,3 sa značne líšia od vlastností NaCMC so stupňom substitúcie 0,7 – 0,8. Prvá je len čiastočne rozpustná vo vode s pH 7, ale druhá je úplne rozpustná. Opak platí za alkalických podmienok.
6. Stupeň polymerizácie a viskozita karboxymetylcelulózy
Stupeň polymerizácie: vzťahuje sa na dĺžku celulózového reťazca, ktorá určuje viskozitu. Čím dlhší je celulózový reťazec, tým väčšia je viskozita, a tým väčšia je aj viskozita roztoku NaCMC.
Viskozita: Roztok NaCMC je nenewtonovská kvapalina a jeho zdanlivá viskozita klesá so zvyšujúcou sa šmykovou silou. Po zastavení miešania sa viskozita úmerne zvyšovala, až kým nezostala stabilná. To znamená, že roztok je tixotropný.
7. Rozsah použitia karboxymetylcelulózy
1. Stavebný a keramický priemysel
(1) Architektonické nátery: dobrá disperzia, rovnomerné rozloženie náteru; žiadne vrstvenie, dobrá stabilita; dobrý zahusťovací účinok, nastaviteľná viskozita náteru.
(2) Keramický priemysel: používa sa ako spojivo na zlepšenie plasticity hrnčiarskej hliny; trvácna glazúra.
2. Prací, kozmetický, tabakový, textilný tlačiarenský a farbiarsky priemysel
(1) Pranie: CMC sa pridáva do pracieho prostriedku, aby sa zabránilo opätovnému usadzovaniu vypraných nečistôt na tkanine.
(2) Kozmetika: zahusťovanie, dispergácia, suspendovanie, stabilizácia atď. Je prospešné naplno využiť rôzne vlastnosti kozmetiky.
(3) Tabak: CMC sa používa na lepenie tabakových listov, čo umožňuje efektívne využívať štiepky a znižovať množstvo surových tabakových listov.
(4) Textil: Ako apretúra na tkaniny môže CMC znížiť preskakovanie priadze a lámanie koncov na vysokorýchlostných krosnách.
(5) Tlač a farbenie: Používa sa v tlačiarenskej paste, ktorá môže zvýšiť hydrofilnú a penetračnú schopnosť farbív, zjednotiť farbenie a znížiť farebné rozdiely.
3. Priemysel výroby cievok proti komárom a zváracích drôtov
(1) Proti komárom: CMC sa používa v protikomárových cievkach na zvýšenie odolnosti proti komárom a zníženie ich pravdepodobnosti zlomenia a pretrhnutia.
(2) Elektróda: CMC sa používa ako glazúrovacie činidlo na zlepšenie spoja a tvarovania keramického povlaku, s lepším kefovacím výkonom a tiež má odolnosť voči vyhoreniu pri vysokých teplotách.
4. Priemysel zubných pást
(1) CMC má dobrú kompatibilitu s rôznymi surovinami v zubných pastách;
(2) Pasta je jemná, neoddeľuje vodu, neodlupuje sa, nezhustne a má bohatú penu;
(3) Dobrá stabilita a vhodná konzistencia, ktorá môže zubnej paste dodať dobrý tvar, retenciu a obzvlášť príjemnú chuť;
(4) Odolný voči teplotným zmenám, hydratačný a fixujúci vôňu.
(5) Malé strihanie a odstraňovanie chvostov v konzervách.
5. Potravinársky priemysel
(1) Kyslé nápoje: Ako stabilizátor, napríklad na zabránenie zrážania a stratifikácie bielkovín v jogurte v dôsledku agregácie; lepšia chuť po rozpustení vo vode; dobrá rovnomernosť substitúcie.
(2) Zmrzlina: Zmes vody, tuku, bielkovín atď. musí tvoriť jednotnú, dispergovanú a stabilnú zmes, aby sa predišlo tvorbe ľadových kryštálikov.
(3) Chlieb a pečivo: CMC dokáže regulovať viskozitu cesta, zlepšiť zadržiavanie vlhkosti a trvanlivosť výrobku.
(4) Instantné rezance: zvyšujú húževnatosť a odolnosť rezancov pri varení; majú dobrú tvárnosť v sušienkach a palacinkách a povrch koláča je hladký a nie je ľahké ho rozbiť.
(5) Instantná pasta: ako žuvacia báza.
(6) CMC je fyziologicky inertná a nemá žiadnu kalorickú hodnotu. Preto sa z nej dajú vyrábať nízkokalorické potraviny.
6. Papierenský priemysel
CMC sa používa na glejenie papiera, vďaka čomu má papier vysokú hustotu, dobrú odolnosť voči prenikaniu farby, vysokú schopnosť zachytávať vosk a hladkosť. V procese farbenia papiera pomáha kontrolovať rolovateľnosť farebnej pasty; môže zlepšiť stav lepivosti medzi vláknami vo vnútri papiera, čím sa zlepší pevnosť a odolnosť papiera voči prehýbaniu.
7. Ropný priemysel
CMC sa používa pri vŕtaní ropy a zemného plynu, kopaní studní a iných projektoch.
8. Iní
Lepidlá na topánky, klobúky, ceruzky atď., leštidlá a farbivá na kožu, stabilizátory do penových hasiacich prístrojov atď.
Čas uverejnenia: 4. januára 2023