1. Kratek uvod v karboksimetil celulozo
Angleško ime: Karboksil metil celuloza
Okrajšava: CMC
Molekulska formula je spremenljiva: [C6H7O2(OH)2CH2COONa]n
Videz: bel ali svetlo rumen vlaknat granulat.
Topnost v vodi: zlahka topen v vodi, tvori prozoren viskozen koloid, raztopina pa je nevtralna ali rahlo alkalna.
Značilnosti: Visokomolekularna spojina površinsko aktivnega koloida, brez vonja, okusa in nestrupena.
Naravna celuloza je v naravi široko razširjena in je najpogostejši polisaharid. V proizvodnji pa celuloza običajno obstaja v obliki natrijeve karboksimetilceluloze, zato bi moralo biti polno ime natrijeva karboksimetilceluloza ali CMC-Na. Široko se uporablja v industriji, gradbeništvu, medicini, živilstvu, tekstilu, keramiki in drugih področjih.
2. Tehnologija karboksimetil celuloze
Tehnologija modifikacije celuloze vključuje: eterifikacijo in esterifikacijo.
Transformacija karboksimetil celuloze: reakcija karboksimetilacije v tehnologiji eterifikacije, celuloza se karboksimetilira, da se dobi karboksimetil celuloza, imenovana CMC.
Funkcije vodne raztopine karboksimetil celuloze: zgoščevanje, tvorba filma, vezava, zadrževanje vode, koloidna zaščita, emulgiranje in suspendiranje.
3. Kemijska reakcija karboksimetil celuloze
Reakcija alkalizacije celuloze:
[C6H7O2(OH)3]n + nNaOH→[C6H7O2(OH)2ONa]n + nH2O
Reakcija eterifikacije monokloroocetne kisline po alkalijski celulozi:
[C6H7O2(OH)2ONa]n + nClCH2COONa → [C6H7O2(OH)2OCH2COONa]n + nNaC
Zato je kemijska formula za tvorbo karboksimetil celuloze: Cell-O-CH2-COONa NaCMC
Natrijeva karboksimetil celuloza(NaCMC ali skrajšano CMC) je vodotopni celulozni eter, zaradi katerega se viskoznost najpogosteje uporabljenih vodnih raztopin giblje od nekaj cP do nekaj tisoč cP.
4. Značilnosti izdelka karboksimetil celuloze
1. Shranjevanje vodne raztopine CMC: Stabilna je pri nizkih temperaturah ali sončni svetlobi, vendar se kislost in alkalnost raztopine spreminjata zaradi temperaturnih sprememb. Pod vplivom ultravijoličnih žarkov ali mikroorganizmov se viskoznost raztopine zmanjša ali celo pokvari. Če je potrebno dolgotrajno shranjevanje, je treba dodati primeren konzervans.
2. Metoda priprave vodne raztopine CMC: najprej delce enakomerno navlažite, kar lahko znatno poveča hitrost raztapljanja.
3. CMC je higroskopičen in ga je treba med skladiščenjem zaščititi pred vlago.
4. Soli težkih kovin, kot so cink, baker, svinec, aluminij, srebro, železo, kositer in krom, lahko povzročijo oborino CMC.
5. V vodni raztopini pod pH 2,5 pride do oborin, ki jih je mogoče po nevtralizaciji izločiti z dodatkom alkalije.
6. Čeprav soli, kot so kalcij, magnezij in kuhinjska sol, nimajo učinka obarjanja na CMC, bodo zmanjšale viskoznost raztopine.
7. CMC je združljiv z drugimi vodotopnimi lepili, mehčalci in smolami.
8. Zaradi različne obdelave je lahko CMC videti kot fin prah, grobozrnat ali vlaknat, kar nima nobene zveze s fizikalnimi in kemičnimi lastnostmi.
9. Metoda uporabe CMC prahu je preprosta. Lahko se neposredno doda in raztopi v hladni ali topli vodi pri 40–50 °C.
5. Stopnja substitucije in topnost karboksimetil celuloze
Stopnja substitucije se nanaša na povprečno število natrijevih karboksimetilnih skupin, vezanih na vsako celulozno enoto; najvišja vrednost stopnje substitucije je 3, vendar je industrijsko najbolj uporaben NaCMC s stopnjo substitucije od 0,5 do 1,2. Lastnosti NaCMC s stopnjo substitucije 0,2–0,3 se precej razlikujejo od lastnosti NaCMC s stopnjo substitucije 0,7–0,8. Prvi je le delno topen v vodi s pH 7, drugi pa je popolnoma topen. Nasprotno velja v alkalnih pogojih.
6. Stopnja polimerizacije in viskoznost karboksimetil celuloze
Stopnja polimerizacije: nanaša se na dolžino celulozne verige, ki določa viskoznost. Daljša kot je celulozna veriga, večja je viskoznost, in takšna je tudi viskoznost raztopine NaCMC.
Viskoznost: Raztopina NaCMC je ne-Newtonova tekočina in njena navidezna viskoznost se zmanjša z naraščanjem strižne sile. Po prenehanju mešanja se je viskoznost sorazmerno povečala, dokler ni ostala stabilna. To pomeni, da je raztopina tiksotropna.
7. Območje uporabe karboksimetil celuloze
1. Gradbena in keramična industrija
(1) Arhitekturni premazi: dobra disperzija, enakomerna porazdelitev premaza; brez nanosa, dobra stabilnost; dober učinek zgoščevanja, nastavljiva viskoznost premaza.
(2) Keramična industrija: uporablja se kot vezivo za izboljšanje plastičnosti lončarske gline; trpežna glazura.
2. Pralna, kozmetična, tobačna, tekstilna tiskarska in barvarska industrija
(1) Pranje: CMC se doda detergentu, da se prepreči ponovno odlaganje oprane umazanije na tkanino.
(2) Kozmetika: zgoščevanje, dispergiranje, suspendiranje, stabilizacija itd. Koristno je, da se v celoti izkoristijo različne lastnosti kozmetike.
(3) Tobak: CMC se uporablja za lepljenje tobačnih listov, kar omogoča učinkovito uporabo sekancev in zmanjšanje količine surovih tobačnih listov.
(4) Tekstil: Kot sredstvo za dodelavo tkanin lahko CMC zmanjša preskakovanje preje in lomljenje koncev na visokohitrostnih statvah.
(5) Tiskanje in barvanje: Uporablja se v tiskarski pasti, ki lahko izboljša hidrofilno in prodorno sposobnost barvil, naredi barvanje enakomerno in zmanjša barvne razlike.
3. Industrija tuljav in varilnih palic proti komarjem
(1) Proti komarjem: CMC se uporablja v proti komarjem, da se poveča trdnost proti komarjem in zmanjša verjetnost, da se bodo zlomili in lomili.
(2) Elektroda: CMC se uporablja kot glazirno sredstvo, ki omogoča boljšo vezavo in oblikovanje keramične prevleke, boljšo učinkovitost ščetkanja in tudi odpornost proti izgorevanju pri visokih temperaturah.
4. Industrija zobnih pasti
(1) CMC ima dobro združljivost z različnimi surovinami v zobni pasti;
(2) Pasta je nežna, ne ločuje vode, se ne lušči, se ne zgosti in ima bogato peno;
(3) Dobra stabilnost in primerna konsistenca, ki lahko zobni pasti da dobro obliko, zadrževanje in še posebej prijeten okus;
(4) Odporno na temperaturne spremembe, vlažilno in dišavno.
(5) Majhno striženje in odstranjevanje repa v pločevinkah.
5. Živilska industrija
(1) Kisle pijače: Kot stabilizator, na primer za preprečevanje obarjanja in stratifikacije beljakovin v jogurtu zaradi agregacije; boljši okus po raztapljanju v vodi; dobra enakomernost substitucije.
(2) Sladoled: Voda, maščobe, beljakovine itd. naj tvorijo enotno, razpršeno in stabilno mešanico, da se prepreči nastajanje ledenih kristalov.
(3) Kruh in pecivo: CMC lahko nadzoruje viskoznost testa, izboljša zadrževanje vlage in podaljša rok uporabnosti izdelka.
(4) Instant rezanci: povečajo žilavost in odpornost rezancev pri kuhanju; imajo dobro oblikovnost v piškotih in palačinkah, površina torte pa je gladka in se ne zlomi zlahka.
(5) Instant pasta: kot osnova za žvečilni gumi.
(6) CMC je fiziološko inerten in nima kalorične vrednosti. Zato se lahko proizvajajo nizkokalorična živila.
6. Papirna industrija
CMC se uporablja za klejenje papirja, zaradi česar ima papir visoko gostoto, dobro odpornost proti prodiranju črnila, visoko sposobnost nabiranja voska in gladkost. Med barvanjem papirja pomaga nadzorovati zvijanje barvne paste; lahko izboljša lepljivost med vlakni znotraj papirja, s čimer se izboljša trdnost in odpornost papirja proti prepogibanju.
7. Naftna industrija
CMC se uporablja pri vrtanju nafte in plina, kopanju vrtin in drugih projektih.
8. Drugi
Lepila za čevlje, klobuke, svinčnike itd., loščila in barvila za usnje, stabilizatorji za penaste gasilne aparate itd.
Čas objave: 4. januar 2023