Karboksimetil-celiuliozė (CMC) yra plačiai naudojamas vandenyje tirpus polimero junginys, turintis gerą dispergalumą, sustorėjusi ir koloidinį stabilumą. Jis gaunamas pakeičiant hidroksilo grupes ant celiuliozės molekulinės grandinės su karboksimetilo grupėmis (–Ch2COOH). Dėl šios cheminės modifikacijos CMC molekulė turi stiprų hidrofiliškumą ir gerą dispersiją, ypač vandeniniame tirpale, ji rodo reikšmingą klampumo reguliavimo galimybes, todėl ji plačiai naudojama pramonėje, maiste, medicinoje, kosmetikoje ir kitose srityse.
1. CMC dispersijos apibrėžimas ir įtaką veiksniai
CMC dispersija paprastai reiškia jo sugebėjimą išsisklaidyti ir ištirpinti vandenyje ar kituose tirpikliuose. Pats celiuliozė netirpsta vandenyje, tačiau po modifikavimo CMC yra geras tirpumas vandenyje. Jos dispersijai įtakos turi daugybė veiksnių, daugiausia įskaitant šiuos aspektus:
Molekulinė masė: CMC molekulinė masė daro tiesioginę įtaką jo tirpumui ir dispergavimui. Didesnė molekulinė masė paprastai reiškia didesnę molekulinę struktūrą, kuri gali sukelti lėtesnį tirpimą ir gali paveikti galutinio tirpalo klampumą, taip paveikti dispersijos efektą. CMC su mažesne molekuline mase yra geresnė tirpalo dispersija, tačiau jo sustorėjimo poveikis yra silpnesnis.
Karboksimetilinimo laipsnis: CMC dispersija yra glaudžiai susijusi su jo cheminio modifikavimo laipsniu. Didesnis karboksimetilinimo laipsnis reiškia daugiau hidrofilinių grupių (–COOH) molekulėje, kurios gali sudaryti vandenilio ryšius ir sustiprinti molekulių sąveiką, taip pagerindama CMC tirpumą ir dispersiją. Priešingai, mažesnis karboksimetilinimo laipsnis gali sukelti blogą CMC dispersiją ar net sunkumus ištirpinti.
Sprendimo pH vertė: CMC tirpumas ir dispersija gali labai skirtis esant skirtingoms pH vertėms. Rūgštinoje ar neutralioje aplinkoje CMC paprastai yra labiau disperguojamas; Nors šarminėmis sąlygomis padidėja CMC hidrofiliškumas, o tai gali padidinti CMC tirpalo klampumą ir paveikti jo dispersiją. Todėl PH vertės koregavimas yra labai svarbus CMC dispersijumui.
Joninis stiprumas: jonų koncentracija tirpale taip pat paveiks CMC dispersiją. Didelė druskų ar kitų jonizuotų medžiagų koncentracija gali sumažinti jos tirpumą ir dispersiją sąveikaudami su neigiamais CMC molekulių krūviais. CMC pasižymi geru dispersijos efektu esant mažam joniniam stiprumui.
Temperatūra: Temperatūra taip pat turi tam tikrą poveikį CMC dispersijumui. Paprastai temperatūros padidėjimas pagreitins CMC tirpimo procesą ir pagerins dispersiją. Tačiau per aukšta temperatūra gali sukelti CMC molekulinės grandinės lūžimą ar agregaciją, o tai savo ruožtu daro įtaką jos stabilumui ir dispersijos efektui. Todėl CMC dispersija yra labai svarbi temperatūros kontrolė.
2. CMC dispersijos taikymo laukai
Dėl puikaus CMC dispersijos jis plačiai naudojamas daugelyje laukų. Toliau pateikiamos kelios pagrindinės programos sritys:
Dangos ir dažai: Paruošiant dangas ir dažus, CMC, kaip tirštiklis ir dispergentas, gali efektyviai išsklaidyti pigmentus ir kitas kietas daleles ir neleisti jiems nusistovėti. Dėl savo stipraus hidrofiliškumo CMC gali puikiai išsisklaidyti vandens pagrindu pagamintose dangose, taip pagerindamas dangos stabilumą ir vienodumą.
Maisto pramonė: CMC, kaip tirštiklis ir stabilizatorius, yra plačiai naudojamas maisto pramonėje, pavyzdžiui, želė, ledai, saldainiai ir duona. Maisto metu CMC padeda pagerinti produkto tekstūrą ir skonį, tuo pačiu užtikrinant vienodą žaliavų maišymą, pagerinant dispersiją.
Farmacijos preparatai: Farmacijos pramonėje CMC naudojamas kaip dispergentas ir stabilizatorius rengiant skystus vaistus, vaistinius gelius, akių lašus, pakabas ir kitus preparatus. Geras jo dispersija padeda užtikrinti vienodą vaistų ingredientų pasiskirstymą ir pagerinti vaisto veiksmingumo stabilumą.
Kosmetikos pramonė: CMC taip pat plačiai naudojama kosmetikoje, ypač tokiuose produktuose kaip losjonai, kremai, šampūnai ir dušo geliai. Jo dispersija gali užtikrinti vienodą ingredientų pasiskirstymą ir pagerinti produktų stabilumą ir naudoti patirtį.
Popierius ir tekstilė: CMC dažnai naudojamas popieriaus ir tekstilės gamybos procese kaip tirštiklis ir dispergentas, siekiant pagerinti popieriaus stiprumą ir paviršiaus kokybę. Spausdinant ir dažant tekstilės gaminius, CMC gali išsklaidyti dažus ir pigmentus, kad užtikrintų vienodą dažymo poveikį.
3. CMC dispersijos optimizavimo strategija
Siekiant dar labiau pagerinti CMC dispersiją, galima priimti šias optimizavimo strategijas:
Sureguliuokite CMC molekulinės masės ir karboksimetilinimo laipsnį: kontroliuodami molekulinės masės ir karboksimetilinimo laipsnio CMC laipsnį, gali būti pakoreguotas jo dispersija skirtingose programose. Pavyzdžiui, didesnis molekulinė masė ir didesnis karboksimetilinimo laipsnis gali padėti pagerinti CMC dispersiją vandeniniame tirpale.
Varžybinių aktyviųjų medžiagų naudojimas: Kai kuriose vietose pridedant tinkamą paviršiaus aktyviųjų medžiagų kiekį, galite pagerinti CMC dispersiją, ypač kai susiduriama su nesmulkinamomis naftos vandenimis. Paviršinės medžiagos gali sumažinti tarpfazinę įtampą ir skatinti CMC molekulių dispersiją.
Ištirpimo sąlygų optimizavimas: pagrįstas CMC tirpimo temperatūros, pH vertės ir tirpiklio koncentracijos kontrolė gali pagerinti jo dispersiją. Pavyzdžiui, CMC paprastai yra geresnis žemoje temperatūroje ir neutralioje pH sąlygose.
Sudedant kitus dispergentus: Kai kuriose specialiose programose CMC gali būti sudedamas su kitais dispergentais, kad būtų pasiektas geresnis dispersija. Pavyzdžiui, tam tikri didelės molekulinės masės polimerai ar natūralūs produktai gali veikti su CMC, kad padidintų jo dispersiją.
Karboksimetil celiuliozė turi puikų dispersiją ir yra plačiai naudojama dangose, maiste, farmacijoje, kosmetikoje ir kitose pramonės šakose. Jo dispergavimui įtakos turi daugybė veiksnių, tokių kaip molekulinė masė, karboksimetilinimo laipsnis, pH vertė, joninis stipris ir temperatūra. CMC dispersiją galima dar patobulinti naudojant tinkamas optimizavimo strategijas, tokias kaip molekulinės masės koregavimas ir paviršiaus aktyviosios medžiagos naudojimas. Didėjant pramonės paklausai, CMC decentralizuoti tyrimai ir toliau gilins, kad patenkintų įvairius skirtingų sričių poreikius.
Pašto laikas: 2012 m. Vasario 20 d