Natrio karboksimetil celiuliozė (CMC) yra polimerų junginys, plačiai naudojamas daugelyje pramonės šakų, tokių kaip maistas, medicina, kosmetika, tekstilė, popierius ir naftos gręžimas. Jis gaunamas chemiškai modifikuojant celiuliozę. Jo struktūrinės savybės yra tai, kad kai kurios hidroksilo grupės celiuliozės molekulėse yra pakeičiamos karboksimetil grupėmis (–Ch2CooH) ir derinamos su natrio jonais, kad susidarytų vandenyje tirpios natrio druskos.
1. Cheminė struktūra ir savybės
Natrio karboksimetil -celiuliozės cheminė formulė yra (C6H7O2 (OH) 2CH2COONA) N, kuri turi tam tikrą tirpumą ir vandens absorbciją. Pagrindinė jo struktūra yra tiesinė struktūra, sudaryta iš celiuliozės monomerų-gliukozės molekulių. Po cheminio modifikavimo kai kurios ar visos hidroksilo grupės ant celiuliozės molekulių yra pakeičiamos karboksimetil grupėmis, kad susidarytų vandenyje tirpios molekulės su neigiamomis krūviais. Tiksliau, natrio karboksimetil -celiuliozės molekulinėje grandinėje yra daugybė karboksimetil grupių (–Ch2COOH), kurios gali sąveikauti su vandens molekulėmis, suteikdama jai gerą tirpumą ir klampumo charakteristikas.
CMC turi šias pagrindines savybes:
Vandens tirpumas: Natrio karboksimetil -celiuliozė gali būti greitai ištirpinta vandenyje, kad susidarytų vienodas koloidinis tirpalas.
Klampumas: CMC vandeninis tirpalas turi didelį klampumą, o klampumas yra susijęs su jo molekuline mase ir tirpalo koncentracija.
Stabilumas: CMC turi gerą stabilumą rūgščiai, šarmams ir aukštai temperatūrai, tačiau stiprioje rūgšties ar šarmų aplinkoje CMC stabilumas sumažės.
Reguliavimas: sureguliavus molekulinę CMC masę ir laipsnį, jo fizinės ir cheminės savybės gali būti tiksliai kontroliuojamos.
2. Paruošimo metodas
Natrio karboksimetil celiuliozė paprastai paruošiama reaguojant celiuliozę ir natrio chloroacetatą šarminėje aplinkoje. Konkretūs veiksmai yra šie:
Išankstinis celiuliozės apdorojimas: Pirmiausia celiuliozė (pvz., Medvilninis pluoštas) plaunamas, kad būtų pašalintos priemaišos.
Šarminė reakcija: Iš anksto apdorota celiuliozė reaguoja su natrio hidroksido tirpalu, kad būtų galima atskirti hidroksilo dalį celiuliozės molekulėje, kad sudarytų aktyvią celiuliozės natrio druską.
Pakaitalo reakcija: Įdedant šarminės sąlygos, pridedamas natrio chloroacetatas, o natrio chloroacetatas reaguoja su natrio celiulioze, kad hidroksilo grupes ant celiuliozės molekulių pakeis karboksimetilo grupės.
Skalbimas ir džiovinimas: Užbaigus reakciją, produktas plaunamas vandeniu, kad būtų pašalintos priemaišos, ir galiausiai išgryninta natrio karboksimetil -celiuliozė.
3. Taikymo laukai
Dėl gero vandens tirpumo, sustorėjimo ir stabilumo, natrio karboksimetil celiuliozė yra plačiai naudojama šiose srityse:
Maisto pramonė: kaip tirštiklis, stabilizatorius, emulsiklis, žandikaulio agentas ir kt. Jis dažniausiai randamas tokiuose maisto produktuose kaip ledai, želė, prieskoniai, momentinė sriuba ir kt. Pagrindinė jo funkcija yra pagerinti maisto skonį, prailginti galiojimo laiką ir padidinti konsistenciją.
Farmacijos pramonė: kaip rišiklis, nuolatinis atpalaidavimo agentas, pakabinamojo vaisto agentas ir tirštiklis vaistams, jis naudojamas tabletėse, kapsulėse, burnos skysčiuose, vietiniuose tepaluose ir kituose preparatuose. Be to, CMC taip pat naudojama kaip hemostatinė medžiaga operacijai ir dantų medžiagoms.
Kosmetikos pramonė: naudojama gaminant losjonus, kremus, šampūnus, dantų pastas ir kitus produktus kaip tirštiklį ir stabilizatorių. Tai gali pakoreguoti produkto klampumą ir sustiprinti vartotojo patirtį.
Papermavimo pramonė: kaip popieriaus paviršiaus apdorojimo agentas, CMC gali pagerinti popieriaus atsparumą vandeniui ir spausdinamumui bei sumažinti dulkes ant popieriaus paviršiaus.
Alyvos gręžimas: gręžiant alyvą, CMC naudojamas gręžimo skysčiuose, kad sutirštintų ir stabilizuotų gręžimo skystį, padeda pašalinti uolienų auginius aplink gręžtuvą ir stabilizuoti šulinio sieną.
Tekstilės pramonė: kaip dažų dispergatorius ir spausdinimo pastos priedas, CMC gali pagerinti tekstilės dažų vienodumą ir kokybę.
4. Saugos ir aplinkos poveikis
Natrio karboksimetil -celiuliozė paprastai laikoma saugia, o jos vartojimą maiste ir medicinoje patvirtino tarptautiniai maisto priedų kodeksai ir atitinkami daugelio šalių reglamentai. Jis yra netoksiškas žmogaus kūnui ir neturės reikšmingos įtakos ekologinei aplinkai, todėl jis yra plačiai naudojamas.
Vis dėlto, nors pats CMC yra ekologiškas, jo gamybos procesas gali apimti kai kurių cheminių reagentų ir nuotekų valymo problemų naudojimą. Todėl norint sumažinti kenksmingų medžiagų išmetimą, būtina atkreipti dėmesį į aplinkos apsaugos priemones gamybos proceso metu.
Natrio karboksimetil celiuliozė yra plačiai naudojama ir daugiafunkcinė polimero medžiaga. Dėl jo sustorėjimo, stabilizavimo ir geliavimo savybių ji yra svarbi daugeliui pramonės šakų. Nuo maisto, vaistų iki pramonės, CMC vaidina svarbų vaidmenį. Ateityje nuolat tobulinti technologijas, CMC taikymo sritis gali būti toliau išplėsta.
Pašto laikas: 2012 m. Vasario 20 d