Karboksimetil selülozun özellikleri

Karboksimetil selüloz (CMC)Alkalizasyon ve eterifikasyon gibi kimyasal reaksiyonlar yoluyla doğal selülozdan yapılan yaygın olarak kullanılan suda çözünen bir selüloz eterdir. İyi kalınlaştırma, su tutma, emülsifikasyon kararlılığı ve biyouyumluluk nedeniyle, CMC gıda, ilaç, petrol, seramik, kağıt yapımı, günlük kimyasallar ve diğer alanlarda yaygın olarak kullanılmaktadır.

1. Kimyasal yapı ve sınıflandırma

Karboksimetil selüloz, temel yapısal birimi glikoz olan ve cellulose -1, 4-glikozidik bağlar, hidroksil gruplarının bir parçası (-OH) ile bağlanan selüloz ana zinciridir. Karboksimetil (-CH₂COOH) ile değiştirilir. Karboksimetil ikame derecesi genellikle 0.4 ila 1.4 arasında değişen "ikame derecesi (DS)" olarak ifade edilir. DS ne kadar yüksek olursa, cmc'nin çözünürlüğü ve performansı o kadar iyi olur.

CMC, ikame, saflık ve sodyum tuzu derecesine göre aşağıdaki türlere ayrılabilir:

Endüstriyel sınıf CMC

Saf sınıf CMC

Yüksek saflıkta CMC (gıda veya ilaç gibi)

Ticari uygulamalarda, sodyum tuz formu, sodyum karboksimetil selüloz (cmc-na), suda daha kararlı ve daha fazla çözünür olduğu için yaygın olarak kullanılır.

2. Fiziksel ve kimyasal özellikler

2.1. Görünüm

CMC genellikle beyaz veya açık sarı toz veya granüllerdir, kokusuz ve tatsızdır. Hygroskopiktir ve havadaki suyu ve aglomerleri kolayca emer.

2.2. Çözünürlük

CMC, açık veya hafif bir bulanık kolloidal çözelti oluşturmak için soğuk suda hızlı bir şekilde dağılabilen tipik suda çözünür bir polimerdir. Etanol ve eter gibi organik çözücülerde çözünmez, ancak su-alkol karışık bir çözücü ile çökelti oluşturabilir. Çözünürlük, molekül ağırlığı, ikame derecesi ve pH gibi faktörlerden etkilenir.

2.3. PH kararlılığı

CMC, 4 ila 10 pH aralığında iyi bir stabiliteye sahiptir. Nötr veya zayıf alkalin koşullar altında performans stabildir. Güçlü bir asit veya güçlü alkali ortamda ise, hidrolize etmek ve deforme etmek kolaydır, bu da viskozitede bir azalmaya neden olur.

2.4. Termal kararlılık

Cmc'nin kuru tozu oda sıcaklığında nispeten stabildir ve 200 ° c'den fazla ısıtıldığında ayrışmaya başlar. Sulu çözeltide, yaklaşık 70 ° c'ye ısıtıldığında sabit kalabilir ve viskozite bu sıcaklığın üzerinde yavaş yavaş azalır.

3. Reolojik davranış

CMC tipik bir psödoplastik sıvıdır (kesme inceltme tipi). Yani: viskozite düşük kesme hızlarında yüksektir ve kesme hızı arttıkça viskozite azalır. Bu reolojik özellik, kaplamalar, diş macunları ve deterjanlar gibi ürünler için çok önemlidir ve depolama stabilitesini ve inşaat özelliklerini geliştirmeye yardımcı olur.

CMC ayrıca belirli bir tiksotropi sergiler, yani karıştırıldıktan sonra viskozite azalır ve "inşaat akışı ve istikrarlı kullanım" gerektiren durumlarda çok yararlı olan ayakta kaldıktan sonra kısmen yenilenir.

4. Film oluşturma ve emülsifiye edici özellikler

CMC belirli bir film oluşturma özelliğine sahiptir ve düzgün ve esnek bir film oluşturabilir. Genellikle kaplamalar, kağıt yapıştırma, gıda kaplamaları vb. Buna ek olarak, anyonik özellikleri, yağ-su karışımını dengeleyebilen ve faz ayrılmasını önleyebilen belirli bir emülsifikasyon ve dağılım stabilizasyon etkisi sağlar.

5. Su tutma ve kolloid koruma

CMC, özellikle su kaybını etkili bir şekilde önleyebilen ve inşaat veya tat performansını artırabilen harç, fayans yapıştırıcısı ve gıda işlemlerinde sistemin su tutma performansını önemli ölçüde artırabilir. Kolloid koruma yeteneği, süspansiyonu stabilize edebilen ve parçacık flokülasyonu ve çökelmesini önleyebilen güçlüdür.

6. Biyouyumluluk ve güvenlik

CMC doğal selülozdan türetilmiştir, iyi biyouyumluluk ve biyobozunabilirlik, düşük toksisite ve ilaç ve gıdalarda yaygın olarak kullanılmaktadır. Örneğin, ilaçlarda bir tablet yapıştırıcı ve sürekli salım malzemesi olarak kullanılır; Gıdalarda kalınlaştırıcı, stabilistabilizer, nemlendirici vb.

7. Diğer maddelerle uyumluluk

CMC çeşitli sistemlerde iyi bir uyumluluğa sahiptir, ancak katyon polimerleri veya güçlü elektrolitlerle karıştırıldığında tepki verebilir ve çökebilir. Buna ek olarak, yüksek değerli metal iyonları (Fe³⁺, Ca²⁺ gibi) de CMC çökelmesine neden olabilir ve kullanım senaryosuna göre uygun tip ve konsantrasyon seçilmelidir.

8. CMC performansını etkileyen faktörler

Ikame derecesi (DS): çözünürlük, viskozite ve çözüm kararlılığını etkiler.

Moleküler ağırlık: viskozite performansını doğrudan belirler. Moleküler ağırlık ne kadar büyük olursa, viskozite o kadar yüksek olur.

Saflık ve sodyum içeriği: çözümün şeffaflığını ve gıda ve tıbbi amaçlar için uygulanabilirliğini etkiler.

Çözüm konsantrasyonu: bir jel durumu oluşana kadar konsantrasyon ne kadar yüksek olursa, viskozite o kadar büyüktür.

Karboksimetil selüloz (CMC) suda çözünen bir polimer malzemedirMükemmel performans ve geniş uygulama ile. Kalınlaşma, su tutma, dağılım, emülsifikasyon, film oluşumu ve yapıştırma gibi birden fazla işlevi birleştirir. Doğal olarak türetilmiş, parçalanabilir ve toksik yan etkileri yoktur. Gıda, ilaç ve günlük kimyasal alanlarda son derece yüksek uygulama değerine sahiptir. Gelecekte, yeşil ve çevre dostu malzemeler için talep artışı ile cmc'nin daha fazla gelişmekte olan alanlarda bir rol oynaması bekleniyor.