1. Короткий вступ до карбоксиметилцелюлози
Англійська назва: Карбоксиметилцелюлоза
Абревіатура: КМЦ
Молекулярна формула змінна: [C6H7O2(OH)2CH2COONa]n
Зовнішній вигляд: білий або світло-жовтий волокнистий гранульований порошок.
Розчинність у воді: легко розчинний у воді, утворюючи прозорий в'язкий колоїд, а розчин є нейтральним або слаболужним.
Властивості: Високомолекулярна сполука поверхнево-активного колоїду, без запаху, смаку та нетоксична.
Природна целюлоза широко поширена в природі та є найпоширенішим полісахаридом. Але у виробництві целюлоза зазвичай існує у формі натрійкарбоксиметилцелюлози, тому повна назва має бути натрійкарбоксиметилцелюлоза або КМЦ-Na. Широко використовується в промисловості, будівництві, медицині, харчовій промисловості, текстилі, кераміці та інших галузях.
2. Технологія карбоксиметилцелюлози
Технологія модифікації целюлози включає: етерифікацію та естерифікацію.
Трансформація карбоксиметилцелюлози: реакція карбоксиметилювання в технології етерифікації, целюлоза карбоксиметилюється для отримання карбоксиметилцелюлози, яку називають КМЦ.
Функції водного розчину карбоксиметилцелюлози: загущення, плівкоутворення, зв'язування, утримання води, колоїдний захист, емульгування та суспендування.
3. Хімічна реакція карбоксиметилцелюлози
Реакція лужування целюлози:
[C6H7O2(OH)3]n + nNaOH→[C6H7O2(OH)2ONa]n + nH2O
Реакція етерифікації монохлороцтової кислоти після лужного розчинення целюлози:
[C6H7O2(OH)2ONa]n + nClCH2COONa → [C6H7O2(OH)2OCH2COONa]n + nNaC
Отже: хімічна формула для утворення карбоксиметилцелюлози: Cell-O-CH2-COONa NaCMC
Натрій карбоксиметилцелюлоза(NaCMC або скорочено CMC) – це водорозчинний ефір целюлози, який може змінювати в'язкість найпоширеніших водних розчинів від кількох сП до кількох тисяч сП.
4. Характеристики продукту карбоксиметилцелюлози
1. Зберігання водного розчину КМЦ: Він стабільний за низьких температур або сонячного світла, але кислотність та лужність розчину змінюються через зміни температури. Під впливом ультрафіолетових променів або мікроорганізмів в'язкість розчину зменшується або навіть псується. Якщо потрібне тривале зберігання, слід додати відповідний консервант.
2. Спосіб приготування водного розчину КМЦ: спочатку рівномірно зволожити частинки, що може значно збільшити швидкість розчинення.
3. КМЦ гігроскопічна і її слід захищати від вологи під час зберігання.
4. Солі важких металів, такі як цинк, мідь, свинець, алюміній, срібло, залізо, олово та хром, можуть спричинити осадження КМЦ.
5. У водному розчині при pH нижче 2,5 відбувається випадання осаду, який можна відновити після нейтралізації додаванням лугу.
6. Хоча такі солі, як кальцій, магній та кухонна сіль, не мають осаджувального ефекту на КМЦ, вони знижують в'язкість розчину.
7. КМЦ сумісна з іншими водорозчинними клеями, пом'якшувачами та смолами.
8. Через різну обробку, зовнішній вигляд КМЦ може бути дрібним порошком, грубим зерном або волокнистим, що не має нічого спільного з фізичними та хімічними властивостями.
9. Спосіб використання порошку КМЦ простий. Його можна безпосередньо додавати та розчиняти в холодній або теплій воді при температурі 40-50°C.
5. Ступінь заміщення та розчинність карбоксиметилцелюлози
Ступінь заміщення стосується середньої кількості карбоксиметильних груп натрію, приєднаних до кожної одиниці целюлози; максимальне значення ступеня заміщення становить 3, але найбільш промислово корисною є NaCMC зі ступенем заміщення від 0,5 до 1,2. Властивості NaCMC зі ступенем заміщення 0,2-0,3 суттєво відрізняються від властивостей NaCMC зі ступенем заміщення 0,7-0,8. Перша лише частково розчинна у воді з pH 7, але друга повністю розчинна. Зворотне спостерігається в лужних умовах.
6. Ступінь полімеризації та в'язкість карбоксиметилцелюлози
Ступінь полімеризації: стосується довжини целюлозного ланцюга, яка визначає в'язкість. Чим довший целюлозний ланцюг, тим більша в'язкість, і тим більша в'язкість розчину NaCMC.
В'язкість: Розчин NaCMC є неньютонівською рідиною, і його видима в'язкість зменшується зі збільшенням сили зсуву. Після припинення перемішування в'язкість пропорційно збільшувалася, доки не залишалася стабільною. Тобто, розчин є тиксотропним.
7. Діапазон застосування карбоксиметилцелюлози
1. Будівельна та керамічна промисловість
(1) Архітектурні покриття: хороша дисперсія, рівномірний розподіл покриття; відсутність нашарувань, хороша стабільність; хороший ефект загущення, регульована в'язкість покриття.
(2) Керамічна промисловість: використовується як зв'язувальний матеріал для покращення пластичності гончарної глини; міцна глазур.
2. Пральна, косметична, тютюнова, текстильна друкарська та фарбувальна промисловість
(1) Прання: КМЦ додають до мийного засобу, щоб запобігти повторному осіданню вимитого бруду на тканині.
(2) Косметика: загущення, диспергування, суспендування, стабілізація тощо. Корисно повною мірою використовувати різні властивості косметики.
(3) Тютюн: КМЦ використовується для склеювання тютюнових листів, що дозволяє ефективно використовувати стружку та зменшувати кількість сирого тютюнового листя.
(4) Текстиль: Як оздоблювальний агент для тканин, КМЦ може зменшити пропуски пряжі та обрив кінців на високошвидкісних ткацьких верстатах.
(5) Друк та фарбування: Використовується в друкарській пасті, яка може покращити гідрофільну та проникаючу здатність барвників, зробити фарбування рівномірним та зменшити різницю в кольорі.
3. Промисловість котушок від комарів та зварювальних стрижнів
(1) Котушки від комарів: КМЦ використовується в котушках від комарів для підвищення міцності котушок від комарів та зменшення їхньої ймовірності до розриву та поломки.
(2) Електрод: КМЦ використовується як глазурувальний агент для кращого зчеплення та формування керамічного покриття, покращення характеристик щіткою, а також стійкості до вигорання за високих температур.
4. Індустрія зубних паст
(1) КМЦ має добру сумісність з різними сировинними матеріалами в зубній пасті;
(2) Паста ніжна, не відділяє воду, не відшаровується, не густіє та має густу піну;
(3) Добра стабільність та відповідна консистенція, що може надати зубній пасті гарної форми, утримання та особливо приємного смаку;
(4) Стійкий до перепадів температури, зволожуючий та ароматизатор.
(5) Невелике стриження та зняття хвостів у банках.
5. Харчова промисловість
(1) Кислі напої: як стабілізатор, наприклад, для запобігання осадженню та розшарування білків у йогурті внаслідок агрегації; кращий смак після розчинення у воді; хороша однорідність заміщення.
(2) Морозиво: Змішайте воду, жир, білок тощо до однорідної, дисперсної та стабільної суміші, щоб уникнути утворення кристалів льоду.
(3) Хліб та тістечка: КМЦ може контролювати в'язкість тіста, покращувати утримання вологи та термін придатності продукту.
(4) Локшина швидкого приготування: підвищує міцність та стійкість локшини до приготування; вона добре формується у печиві та млинцях, а поверхня торта гладка та нелегко ламається.
(5) Швидкорозчинна паста: як основа для жувальної гумки.
(6) КМЦ фізіологічно інертна та не має калорійності. Тому з неї можна виробляти низькокалорійні продукти.
6. Паперова промисловість
КМЦ використовується для проклеювання паперу, що забезпечує високу щільність, хороший опір проникненню чорнила, високий рівень збирання воску та гладкість. У процесі фарбування паперу вона допомагає контролювати вальцьовість кольорової пасти; вона може покращити стан липкості між волокнами всередині паперу, тим самим підвищуючи міцність та стійкість до складання паперу.
7. Нафтова промисловість
КМЦ використовується в бурінні нафти та газу, копанні свердловин та інших проектах.
8. Інші
Клеї для взуття, капелюхів, олівців тощо, поліролі та барвники для шкіри, стабілізатори для піногасників тощо.
Час публікації: 04 січня 2023 р.