Kas yra natrio karboksimetil celiuliozė?

Natrio karboksimetil -celiuliozė (CMC) yra universalus ir plačiai naudojamas junginys, turintis daugybę pritaikymų įvairiose pramonės šakose.

Įvadas į natrio karboksimetil celiuliozę (CMC)
Natrio karboksimetil -celiuliozė, dažnai sutrumpinta kaip CMC, yra celiuliozės darinys, vienas gausiausių natūralių polimerų žemėje. Celiuliozė, sudaryta iš kartojančių gliukozės vienetų, sujungtų β (1 → 4) glikozidinėmis jungtimis, daugiausia randamas augalų ląstelėse, teikiančiose struktūrinę paramą. Jis yra atsinaujinantis, biologiškai skaidomas ir netoksiškas, todėl yra patraukli žaliava įvairioms pramoninėms reikmėms.

Struktūra ir savybės
CMC sintetinamas modifikuojant celiuliozę per cheminę reakciją, kai hidroksilo grupės ant celiuliozės stuburo keičiamos karboksimetilo grupėmis (-Ch2-COOH). Šis pakeitimas suteikia vandens tirpumą ir pagerina reologines savybes celiuliozei, todėl jis tinka plačiam pritaikymui.

Pakaitalų laipsnis (DS) reiškia vidutinį karboksimetil grupių skaičių viename gliukozės vienete celiuliozės grandinėje ir daro įtaką CMC savybėms. Didesnės DS vertės padidina vandens tirpumą ir klampumą.

Paprastai CMC yra nuo baltos ar baltos spalvos milteliai, kurių dalelių dydis yra įvairus, atsižvelgiant į jo naudojimą. Jis yra bekvapis, beskonis ir netoksiškas, todėl yra saugus naudoti maiste ir farmacijos produktuose. CMC yra stabilus įvairiomis pH sąlygomis ir pasižymi puikiomis plėvelės formavimo savybėmis.

Gamybos metodai
CMC gamyba apima kelis veiksmus:
Celiuliozės paruošimas: celiuliozė paprastai gaunama iš medžio plaušienos, medvilnės linų ar kitų augalų pluoštų. Celiuliozė yra išgryninta ir suskaidoma į mažesnius pluoštus, kad padidėtų jo reaktyvumas.

Etherifikacijos reakcija: išgryninti celiuliozės pluoštai yra apdorojami natrio hidroksidu (NaOH), kad suaktyvintų hidroksilo grupes. Vėliau į reakcijos mišinį pridedama monochloroacto rūgštis (arba jos natrio druska), kad būtų galima į celiuliozės stuburą įvesti karboksimetilo grupes.

Neutralizavimas ir plovimas: Po eterifikacijos reakcijos gautas produktas yra neutralizuojamas rūgštimi, kad ją pavertė natrio druskos forma. Tada CMC plaunamas, kad būtų pašalintos priemaišos ir šalutiniai produktai.

Džiovinimas ir frezavimas: Išgrynintas CMC džiovinamas, kad būtų pašalintas drėgmės perteklius, ir frezuojama, kad būtų pasiektas norimas dalelių dydis.

Naudojimas ir programos
Natrio karboksimetil celiuliozė randa išsamų pritaikymą įvairiose pramonės šakose:
Maisto pramonė: CMC yra plačiai naudojamas kaip tirštiklis, stabilizatorius ir drėgmės sulaikymo agentas maisto produktuose, tokiuose kaip pieno produktai, kepiniai, padažai ir tvarsčiai. Tai pagerina tekstūrą, apsaugo nuo sinerezės ir pagerina maisto produktų formų burną.

Farmacija: Farmacijos pramonėje CMC naudojamas kaip segtuvų planšetinių kompiuterių kompozicijose, klampumo modifikatorius suspensijose ir tepalas oftalminiuose tirpaluose. Tai užtikrina vienodą narkotikų pasiskirstymą ir kontroliuojamą išleidimą.

Asmeninės priežiūros produktai: CMC yra įtrauktas į asmens priežiūros priemones, tokias kaip dantų pastas, šampūnas ir odos priežiūros kompozicijos, kaip tirštymo agentas, emulsiklis ir filmų formavimo agentas.

Popieriaus pramonė: Papermavimo metu CMC pridedama prie minkštimo formų, kad būtų pagerinta popieriaus stiprumas, paviršiaus savybės ir priedų, tokių kaip užpildai ir dažai, sulaikymą. Tai taip pat padidina kanalizaciją ir sumažina dulkes gamybos metu.

Tekstilės pramonė: CMC naudojamas tekstilės spausdinimo ir dažymo procesuose kaip tirpiklio ir rišiklio pigmento pastos. Tai palengvina vienodą spalvų nusėdimą ir pagerina spausdintų raštų aštrumą.

Naftos ir dujų pramonė: CMC naudojamas gręžimo skysčiuose kaip klampių ir skysčių nuostolių reduktorius. Tai padeda palaikyti gręžinių stabilumą, suspenduoti kietas medžiagas ir kontroliuoti skysčių reologiją gręžimo operacijų metu.

Statybos pramonė: Statybinės medžiagos, tokios kaip skiedinys, skiediniai ir gipso produktai, CMC yra vandens sulaikymo agentas, pagerinantis darbingumą ir sukibimą.

Plovikliai ir valymo produktai: CMC pridedami prie ploviklių, valymo priemonių ir skalbinių produktų kaip sustorėjęs ir stabilizuojantis agentas. Tai padidina skysčių kompozicijų klampumą ir pagerina jų bendrą rezultatą.

Saugos sumetimai
Natrio karboksimetil -celiuliozė paprastai laikoma saugi (GRAS), skirta naudoti maisto ir farmacijos naudojimą tokiose reguliavimo agentūrose kaip JAV maisto ir vaistų administracija (FDA) ir Europos maisto saugos tarnyba (EFSA). Vis dėlto svarbu užtikrinti nurodytų grynumo standartų ir naudojimo lygių laikymąsi, kad būtų išvengta bet kokio neigiamo poveikio.

Nors CMC laikomas netoksišku, per didelis įkvėpimas ar dulkių dalelių įkvėpimas gali sudirginti kvėpavimo takų ir virškinimo trakto traktą. Gamybos ir tvarkymo procesų metu turėtų būti naudojamos tinkamos tvarkymo ir asmeninės apsaugos priemonės (AAP).

Poveikis aplinkai
CMC yra gaunamas iš atsinaujinančių išteklių, pirmiausia augalinės celiuliozės, todėl ji yra iš prigimties biologiškai skaidoma. Jis patiria fermentinį skilimą celiulazėmis, galiausiai suskaidant į anglies dioksidą, vandenį ir biomasę.

Tačiau CMC gamybos procesas apima chemines reakcijas ir energiją reikalaujančius veiksmus, kurie gali prisidėti prie poveikio aplinkai, tokią kaip energijos suvartojimas, šiltnamio efektą sukeliančių dujų išmetimas ir nuotekų gamyba. Pastangos optimizuoti gamybos procesus, padidinti energijos vartojimo efektyvumą ir sumažinti atliekas gali sumažinti šias aplinkos problemas.

Natrio karboksimetil celiuliozė (CMC) yra universalus junginys, turintis įvairius maisto, farmacijos, tekstilės, popieriaus ir kitų pramonės šakų. Jo unikalios savybės, kaip vandenyje tirpus polimeras, daro jį būtinu įvairiose formuluotėse, kur jis tarnauja kaip tirštiklis, stabilizatorius, segtuvas ir klampumo modifikatorius.