Natrijev karboksimetil celuloza (CMC) je polimerni spoj koji se široko koristi u mnogim industrijama kao što su hrana, lijek, kozmetika, tekstil, papir i bušenje nafte. Dobiva se kemijskom modifikacijom celuloze. Njegove strukturne karakteristike su da se neke hidroksilne skupine u molekulama celuloze zamjenjuju karboksimetilnim skupinama (–CH2COOH) i u kombinaciji s natrijevim ionima natrijevih natrijevih soli.
1. Kemijska struktura i svojstva
Kemijska formula natrijevog karboksimetil celuloze je (C6H7O2 (OH) 2CH2COONA) N, koja ima određenu topljivost i apsorpciju vode. Njegova osnovna struktura je linearna struktura sastavljena od molekula celuloznih monomera-glukoze. Nakon kemijske modifikacije, neke ili sve hidroksilne skupine na molekulama celuloze zamijenjene su karboksimetilnim skupinama kako bi se negativno nabojili molekule topive u vodi s negativnim nabojima. Konkretno, molekularni lanac natrijevog karboksimetil celuloze sadrži veliki broj karboksimetilnih skupina (–CH2COOH), koje mogu komunicirati s molekulama vode, što mu daje dobru topivost i karakteristike viskoznosti.
CMC ima sljedeća osnovna svojstva:
Topljivost vode: Natrijev karboksimetil celuloza može se brzo otopiti u vodi kako bi se stvorila jednolična koloidna otopina.
Viskoznost: CMC vodena otopina ima visoku viskoznost, a viskoznost je povezana s njegovom molekulskom težinom i koncentracijom otopine.
Stabilnost: CMC ima dobru stabilnost za kiselinu, alkaliju i visoku temperaturu, ali u jakom kiselinom ili alkalnom okruženju, stabilnost CMC -a će se smanjiti.
Prilagodljivost: Podešavanjem molekularne težine i stupnja supstitucije CMC -a, njegova fizička i kemijska svojstva mogu se precizno kontrolirati.
2. Način pripreme
Natrijev karboksimetil celuloza obično se priprema reakcijom celuloze i natrijevog kloroacetata u alkalnom okruženju. Specifični koraci su sljedeći:
Prethodna obrada celuloze: Prvo, celuloza (poput pamučnog vlakana) se ispire radi uklanjanja nečistoća.
Reakcija alkalinizacije: prethodno tretirana celuloza reagira s otopinom natrijevog hidroksida kako bi se odvajao hidroksilni dio u molekuli celuloze kako bi se nastavila aktivna natrijeva sol celuloze.
Reakcija supstitucije: U alkalnim uvjetima dodaje se natrijev kloroacetat, a natrijev kloroacetat reagira s natrijevom celulozom, tako da se hidroksilne skupine na molekulama celuloze zamijene karboksimetilnim skupinama.
Pranje i sušenje: Nakon dovršetka reakcije, proizvod se ispire vodom kako bi se uklonila nečistoće, a konačno se dobiva pročišćena natrijeva karboksimetil celuloza.
3. Polja aplikacije
Zbog dobre topljivosti u vodi, zadebljanja i stabilnosti, natrij karboksimetil celuloza široko se koristi u sljedećim poljima:
Prehrambena industrija: Kao zgušnjivač, stabilizator, emulgator, agent za geliranje itd. Obično se nalazi u hrani kao što su sladoled, žele, začin, instant juha itd. Njegova je glavna funkcija poboljšati okus hrane, proširiti trajanje roka i povećati dosljednost.
Farmaceutska industrija: Kao vezivo, sredstvo za održivo oslobađanje, sredstvo za suspendiranje i zgušnjavanje za lijekove koristi se u tabletama, kapsulama, oralnim tekućinama, aktualnim mastima i drugim pripravcima. Osim toga, CMC se koristi i kao hemostatski materijal za operaciju i stomatološke materijale.
Kozmetička industrija: koristi se u proizvodnji losiona, kreme, šampona, paste za zube i drugih proizvoda kao zgušnjivač i stabilizator. Može prilagoditi viskoznost proizvoda i poboljšati korisničko iskustvo.
Industrija za izradu papira: Kao sredstvo za površinsku obradu papira, CMC može poboljšati čvrstoću, otpornost na vodu i ispis papira i smanjiti prašinu na površini papira.
Bušenje ulja: Tijekom bušenja nafte, CMC se koristi u bušenju tekućine za zgušnjavanje i stabilizaciju tekućine za bušenje, pomaže u uklanjanju reznica stijena oko bita bušenja i stabiliziranju zida bušotine.
Tekstilna industrija: Kao aditiv za raspršivanje boje i tiskanje paste, CMC može poboljšati jednoličnost bojenja i kvalitetu tekstila.
4. Utjecaj sigurnosti i okoliša
Natrijev karboksimetil celuloza općenito se smatra sigurnom, a njegovu upotrebu u hrani i lijeku odobrili su Međunarodni kodeks aditiva za hranu i relevantni propisi mnogih zemalja. Ljudsko tijelo je netoksično i neće imati značajan utjecaj na ekološko okruženje, tako da se široko koristi.
Međutim, iako je sam CMC ekološki prihvatljiv, njegov proces proizvodnje može uključivati uporabu nekih kemijskih reagensa i problema s pročišćavanjem otpadnih voda. Stoga je potrebno obratiti pažnju na mjere zaštite okoliša tijekom proizvodnog procesa kako bi se smanjila emisija štetnih tvari.
Natrijev karboksimetil celuloza je široko korišteni i višenamjenski polimerni materijal. Njegova svojstva zadebljanja, stabilizacije i geliranja čine ga važnim za mnoge industrije. Od hrane, medicine do industrije, CMC igra važnu ulogu. Uz kontinuirano napredovanje tehnologije u budućnosti, polje aplikacije CMC -a može se dodatno proširiti.
Post Vrijeme: veljače 20.-2025.