Sodu karboksymetyloceluloza (CMC) jest związkiem polimerowym szeroko stosowanym w wielu branżach, takich jak żywność, medycyna, kosmetyki, tekstylia, papier i wiertło olejowe. Uzyskuje się go przez chemiczną modyfikację celulozy. Jego cechy strukturalne polega na tym, że niektóre grupy hydroksylowe w cząsteczkach celulozy są zastępowane grupami karboksymetylowymi (-ch2cooh) i łączą się z jonami sodu w celu utworzenia rozpuszczalnych w wodzie soli sodowych.
1. Struktura chemiczna i właściwości
Chemiczna wzór karboksymetylocelulozy sodu (C6H7O2 (OH) 2Ch2Coona) n, który ma pewną rozpuszczalność i absorpcję wody. Jego podstawową strukturą jest liniowa struktura złożona z cząsteczek monomerów celuloz-glukozy. Po modyfikacji chemicznej niektóre lub wszystkie grupy hydroksylowe na cząsteczkach celulozowych są zastępowane grupami karboksymetylowymi, tworząc cząsteczki rozpuszczalne w wodzie za pomocą ładunków ujemnych. W szczególności łańcuch molekularny karboksymetylocelulozy sodu zawiera dużą liczbę grup karboksymetylowych (–CH2COOH), które mogą oddziaływać z cząsteczkami wody, nadając dobrą właściwości rozpuszczalności i lepkości.
CMC ma następujące podstawowe właściwości:
Rozpuszczalność wody: karboksymetyloceluloza sodu można szybko rozpuścić w wodzie, tworząc jednolity roztwór koloidalny.
Lepkość: roztwór wodny CMC ma wysoką lepkość, a lepkość jest związana z jego masą cząsteczkową i stężeniem roztworu.
Stabilność: CMC ma dobrą stabilność kwasu, alkalii i wysokiej temperatury, ale w silnym środowisku kwasowym lub alkalicznym stabilność CMC spadnie.
Regulacja: poprzez dostosowanie masy cząsteczkowej i stopnia zastępowania CMC, jego właściwości fizyczne i chemiczne mogą być precyzyjnie kontrolowane.
2. Metoda przygotowania
Karboksymetyloceluloza sodu jest zwykle wytwarzana przez reakcję celulozy i chloroocetanu sodu w środowisku alkalicznym. Konkretne kroki są następujące:
Wstępne leczenie celulozy: po pierwsze, celuloza (taka jak włókno bawełniane) jest myte w celu usunięcia zanieczyszczeń.
Reakcja alkalizacyjna: Wstępna obróbka celulozy reaguje się roztworem wodorotlenku sodu w celu oddzielenia części hydroksylowej w cząsteczce celulozy w celu utworzenia aktywnej soli sodu celulozy.
Reakcja podstawienia: W warunkach alkalicznych dodaje się chlorooctan sodu, a chlorooctan sodu reaguje z celulozą sodu, tak że grupy hydroksylowe na cząsteczkach celulozy są zastępowane grupami karboksymetylowymi.
Mycie i suszenie: Po zakończeniu reakcji produkt jest przemywany wodą w celu usunięcia zanieczyszczeń i ostatecznie uzyskuje się karboksymetylocelulozę sodu.
3. Pola aplikacji
Ze względu na dobrą rozpuszczalność wody, pogrubienie i stabilność, karboksymetyloceluloza sodu jest szeroko stosowana w następujących polach:
Przemysł spożywczy: jako zagęszczacz, stabilizator, emulgator, środek żelujący itp. Powszechnie występuje w żywności, takich jak lody, galaretka, przyprawa, natychmiastowa zupa itp. Jego główną funkcją jest poprawa smaku żywności, przedłużenie okresu trwałości i zwiększenie konsystencji.
Przemysł farmaceutyczny: Jako spoiwo, środek zwalnianego uwalniania, środek zawieszający i zagęszcza dla leków, jest stosowany w tabletkach, kapsułkach, płynach doustnych, maści miejscowej i innych preparatach. Ponadto CMC jest również stosowany jako materiał hemostatyczny do operacji i materiałów dentystycznych.
Przemysł kosmetyczny: stosowany w produkcji balsamów, kremów, szamponów, pasów do zębów i innych produktów jako zagęszczacza i stabilizatora. Może dostosować lepkość produktu i zwiększyć wrażenia użytkownika.
Przemysł papierowy: Jako środek do obróbki powierzchni papieru CMC może poprawić siłę, odporność na wodę i wydrukowanie papieru oraz zmniejszyć kurz na powierzchni papieru.
Wiercenie olejowe: Podczas wiercenia oleju CMC jest stosowany w płynie wiertniczym w celu zagęszczenia i stabilizacji płynu wiertniczego, pomóż usunąć sadzonki wokół wiertła i ustabilizować ścianę studni.
Przemysł tekstylny: jako addytyw do dyspersji barwnika i wklejania drukowania CMC może poprawić jednorodność farbowania i jakość tekstyliów.
4. Wpływ bezpieczeństwa i środowiska
Sodu karboksymetyloceluloza jest ogólnie uważana za bezpieczną, a jej stosowanie w żywności i medycynie zostało zatwierdzone przez Międzynarodowy Kodeks dodatków żywności i odpowiednie przepisy wielu krajów. Jest nietoksyczny dla ludzkiego ciała i nie będzie miał znaczącego wpływu na środowisko ekologiczne, więc jest szeroko stosowany.
Jednak chociaż sam CMC jest przyjazny dla środowiska, jego proces produkcyjny może obejmować stosowanie niektórych odczynników chemicznych i problemów z oczyszczaniem ścieków. Dlatego konieczne jest zwrócenie uwagi na środki ochrony środowiska podczas procesu produkcyjnego, aby zmniejszyć emisję szkodliwych substancji.
Karboksymetyloceluloza sodu jest szeroko stosowanym i wielofunkcyjnym materiałem polimerowym. Jego właściwości zagęszczające, stabilizujące i żelujące sprawiają, że jest to ważne dla wielu branż. Od żywności, medycyny po przemysł, CMC odgrywa ważną rolę. Wraz z ciągłym postępem technologii w przyszłości pole aplikacji CMC może zostać dalej rozszerzone.
Czas po: 20-2025 lutego