Natrijeva karboksimetil celuloza (CMC) je polimerna spojina, ki se pogosto uporablja v številnih panogah, kot so hrana, zdravila, kozmetika, tekstil, papir in vrtanje olja. Dobimo ga s kemično spreminjanjem celuloze. Njegove strukturne značilnosti so, da nekatere hidroksilne skupine v celuloznih molekulah nadomestijo karboksimetilne skupine (–Ch2Cooh) in v kombinaciji z natrijevimi ioni, da tvorijo topne natrijeve soli.
1. Kemična struktura in lastnosti
Kemična formula natrijeve karboksimetil celuloze je (C6H7O2 (OH) 2CH2COONA) N, ki ima določeno topnost in absorpcijo vode. Njegova osnovna struktura je linearna struktura, sestavljena iz celuloznih monomerov-glukoznih molekul. Po kemični modifikaciji nekatere ali vse hidroksilne skupine na celuloznih molekulah nadomestijo karboksimetilne skupine, da tvorijo topne molekule z negativnimi naboji. Konkretno, molekularna veriga natrijeve karboksimetil celuloze vsebuje veliko število karboksimetil skupine (–Ch2Cooh), ki lahko medsebojno vplivajo na molekule vode, kar ji daje dobro topnost in viskoznost.
CMC ima naslednje osnovne lastnosti:
Topnost vode: Natrijeva karboksimetil celuloza lahko hitro raztopimo v vodi, da tvorimo enakomerno koloidno raztopino.
Viskoznost: vodna raztopina CMC ima visoko viskoznost, viskoznost pa je povezana z njegovo molekulsko maso in koncentracijo raztopine.
Stabilnost: CMC ima dobro stabilnost do kisline, alkalij in visoke temperature, v močnem kislinskem ali alkalnem okolju pa se bo stabilnost CMC zmanjšala.
Prilagodljivost: S prilagoditvijo molekulske mase in stopnje zamenjave CMC je mogoče natančno nadzorovati njegove fizikalne in kemijske lastnosti.
2. Način priprave
Natrijev karboksimetil celuloza običajno pripravimo z reakcijo celuloze in natrijevega kloroacetata v alkalnem okolju. Specifični koraki so naslednji:
Predobdelava celuloze: Prvič, celuloza (na primer bombažna vlakna) se spere, da se odstrani nečistoče.
Alkalinizacijska reakcija: Predobdelano celulozo reagiramo z raztopino natrijevega hidroksida, da ločimo hidroksilni del v celulozni molekuli, da tvori aktivno celulozno natrijevo sol.
Nadomestna reakcija: V alkalnih pogojih dodamo natrijev kloroacetat in natrijev kloroacetat reagira z natrijevo celulozo, tako da hidroksilne skupine na celuloznih molekulah nadomestijo karboksimetilne skupine.
Pranje in sušenje: Po zaključku reakcije izdelek operemo z vodo, da odstranimo nečistoče, in na koncu očistimo natrijevo karboksimetil celulozo.
3
Zaradi dobre topnosti vode, zgostitve in stabilnosti se na naslednjih poljih pogosto uporablja natrijev karboksimetil celuloza:
Živilska industrija: kot zgoščevalec, stabilizator, emulgator, geling itd. Običajno ga najdemo v živilih, kot so sladoled, žele, začimba, takojšnja juha itd. Njegova glavna funkcija je izboljšati okus hrane, podaljšati rok uporabnosti in povečati konsistenco.
Farmacevtska industrija: Kot vezivo, sredstvo za shranjeno sproščanje, suspendiranje in zgoščevanje zdravil se uporablja v tablicah, kapsulah, ustnih tekočinah, lokalnih mazilih in drugih pripravkih. Poleg tega se CMC uporablja tudi kot hemostatski material za operacijo in zobne materiale.
Kozmetična industrija: Uporablja se pri proizvodnji losjonov, krem, šamponov, zobnih past in drugih izdelkov kot zgoščevalec in stabilizator. Lahko prilagodi viskoznost izdelka in izboljša uporabniško izkušnjo.
Industrija papirja: CMC lahko kot površinsko čistilno sredstvo za papir izboljša moč, odpornost na vodo in tiskanje papirja ter zmanjša prah na površini papirja.
Vrtanje olja: Med vrtanjem olja se CMC uporablja pri vrtanju tekočine, da se zgosti in stabilizira vrtalna tekočina, pomaga odstraniti potaknjene kamnine okoli vrtalnega bita in stabilizirati steno vrtine.
Tekstilna industrija: Kot razprševanje barvila in tiskanje paste lahko CMC izboljša enotnost barvanja in kakovost tekstila.
4. Varnost in vpliv na okolje
Natrijev karboksimetil celuloza se na splošno šteje za varno, njegovo uporabo v hrani in medicini pa je odobril mednarodni kodeks aditivov za hrano in ustrezni predpisi mnogih držav. Je netoksičen za človeško telo in ne bo imel pomembnega vpliva na ekološko okolje, zato se pogosto uporablja.
Kljub temu, da je CMC sam okolju prijazen, lahko njegov proizvodni postopek vključuje uporabo nekaterih kemičnih reagentov in težav s čiščenjem odpadne vode. Zato je treba biti pozoren na ukrepe za varstvo okolja med proizvodnim procesom, da se zmanjša emisija škodljivih snovi.
Natrijev karboksimetil celuloza je široko uporabljen in večnamenski polimerni material. Njene zgoščevanja, stabilizacijske in gelirajoče lastnosti so pomembne za številne panoge. Od hrane, zdravila do industrije ima CMC pomembno vlogo. Z nenehnim napredkom tehnologije v prihodnosti se lahko aplikacijsko polje CMC še poveča.
Čas po objavi: februar 20-2025