Karboxymetylcelulóza sodný (CMC) je polymérna zlúčenina, ktorá sa bežne používa v mnohých odvetviach, ako sú potraviny, medicína, kozmetika, textil, papier a ropné vŕtanie. Získava sa chemickou modifikáciou celulózy. Jeho štrukturálne charakteristiky spočívajú v tom, že niektoré hydroxylové skupiny v molekulách celulózy sa nahrádzajú karboxymetyl skupinami (–ch2cOOH) a kombinované s sodnými iónmi za vzniku vo vode rozpustných sodíkových solí.
1. Chemická štruktúra a vlastnosti
Chemický vzorec sodnej karboxymetylcelulózy je (C6H7O2 (OH) 2ch2coona) N, ktorý má určitú rozpustnosť a absorpciu vody. Jeho základnou štruktúrou je lineárna štruktúra zložená z molekúl celulózy monomérov a glukózy. Po chemickej modifikácii sú niektoré alebo všetky hydroxylové skupiny na molekulách celulózy nahradené karboxymetylovými skupinami za vznik molekúl rozpustných vo vode s negatívnymi nábojmi. Konkrétne molekulárny reťazec karboxymetylcelulózy sodného obsahuje veľké množstvo karboxymetyl skupín (–ch2cOOH), ktoré môžu interagovať s molekulami vody, čo jej dáva dobrú rozpustnosť a charakteristiky viskozity.
CMC má tieto základné vlastnosti:
Rozpustnosť vo vode: Karboxymetylcelulóza sodný sa môže rýchlo rozpustiť vo vode, aby sa vytvoril rovnomerný koloidný roztok.
Viskozita: Vodný roztok CMC má vysokú viskozitu a viskozita súvisí s jej molekulovou hmotnosťou a koncentráciou roztoku.
Stabilita: CMC má dobrú stabilitu voči kyseline, alkálii a vysokej teplote, ale v silnom kyslom alebo alkalickom prostredí sa stabilita CMC zníži.
Nastaviteľnosť: Úpravou molekulovej hmotnosti a stupňa substitúcie CMC je možné presne kontrolovať jeho fyzikálne a chemické vlastnosti.
2. Metóda prípravy
Karboxymetylcelulóza sodný sa zvyčajne pripravuje reagovaním celulózy a chlóracetátu sodného v alkalickom prostredí. Konkrétne kroky sú nasledujúce:
Predbežné ošetrenie celulózy: Po prvé, celulóza (napríklad bavlnené vlákno) sa premyje, aby sa odstránili nečistoty.
Alkalizačná reakcia: Predbežná celulóza reaguje s roztokom hydroxidu sodného na oddelenie hydroxylovej časti v molekule celulózy za vzniku aktívnej soli sodnej celulózy.
Substitučná reakcia: Pri alkalických podmienkach sa pridá chlóracetát sodný a chlóracetát sodný reaguje s celululózou sodnej, takže hydroxylové skupiny na molekulách celulózy sú nahradené karboxymetyl skupinami.
Premytie a sušenie: Po dokončení reakcie sa produkt premyje vodou, aby sa odstránili nečistoty, a nakoniec sa získa vyčistená sodná karboxymetylcelulóza.
3. Pole aplikácií
Vďaka svojej dobrej rozpustnosti vody, zahusťovaniu a stabilite sa v nasledujúcich poliach široko používa karboxymetylcelulóza sodný:
Potravinový priemysel: Ako zahusťovadlo, stabilizátor, emulgátor, gellingové činidlo atď. Bežne sa vyskytuje v potravinách ako zmrzlina, želé, korenie, instantná polievka atď. Jej hlavnou funkciou je zlepšenie chuti potravín, rozšírenie životnosti políc a zvýšenie konzistencie.
Farmaceutický priemysel: Ako spojivo, činidlo s trvalým uvoľňovaním, suspendujúce činidlo a zahusťovadlo na lieky sa používa v tabletách, kapsulách, ústnych tekutinách, lokálnych masách a iných prípravkoch. Okrem toho sa CMC používa aj ako hemostatický materiál na chirurgiu a zubné materiály.
Kozmetický priemysel: Používa sa pri výrobe krémov, krémov, šampónov, zubných pádov a iných výrobkov ako zahusťovadlo a stabilizátor. Môže upraviť viskozitu produktu a vylepšiť používateľskú skúsenosť.
Odvetvie papiera: Ako činidlo povrchovej úpravy pre papier môže CMC zlepšiť pevnosť, odolnosť proti vode a tlačiteľnosť papiera a znížiť prach na povrchu papiera.
Vŕtanie ropy: Počas vŕtania oleja sa CMC používa v vŕtacej tekutine na zahusťovanie a stabilizáciu vŕtacej tekutiny, pomáha odstraňovať odrezky hornín okolo vrtáka a stabilizovať stenu vrtu.
Textilný priemysel: Ako dispergáciu farbiva a tlačenie pasty aditív, CMC môže zlepšiť uniformitu farbenia a kvalitu textilu.
4. Bezpečnosť a vplyv na životné prostredie
Karboxymetylcelulóza sodný sa všeobecne považuje za bezpečné a jej používanie v potravinách a medicíne bolo schválené Medzinárodným kódom potravinových prísad a relevantnými predpismi mnohých krajín. Je netoxický pre ľudské telo a nebude mať významný vplyv na ekologické prostredie, takže sa široko používa.
Aj keď samotný CMC je šetrný k životnému prostrediu, jeho výrobný proces môže zahŕňať použitie niektorých chemických činidiel a problémov s čistením odpadových vôd. Preto je potrebné venovať pozornosť opatreniam na ochranu životného prostredia počas výrobného procesu na zníženie emisií škodlivých látok.
Karboxymetylcelulóza sodný je široko používaný a multifunkčný polymérny materiál. Vďaka svojim zahusťovacím, stabilizačným a gelingovým vlastnostiam je pre mnohé odvetvia dôležité. Od potravín, medicíny po priemysel, CMC zohráva dôležitú úlohu. S nepretržitým rozvojom technológie v budúcnosti sa môže ďalej rozšíriť oblasť aplikácie CMC.
Čas príspevku: február-20-2025