Natriumkarboximetylcellulosa (CMC) är en polymerförening som används allmänt i många branscher som mat, medicin, kosmetika, textilier, papper och oljeborrning. Det erhålls genom kemisk modifiering av cellulosa. Dess strukturella egenskaper är att vissa hydroxylgrupper i cellulosamolekylerna ersätts av karboximetylgrupper (–CH2COOH) och kombineras med natriumjoner för att bilda vattenlösliga natriumsalter.
1. Kemisk struktur och egenskaper
Den kemiska formeln för natriumkarboximetylcellulosa är (C6H7O2 (OH) 2CH2COONA) N, som har viss löslighet och vattenabsorption. Dess grundstruktur är en linjär struktur som består av cellulosa monomer-glukosmolekyler. Efter kemisk modifiering ersätts en del eller alla hydroxylgrupper på cellulosamolekylerna av karboximetylgrupper för att bilda vattenlösliga molekyler med negativa laddningar. Specifikt innehåller den molekylära kedjan av natriumkarboximetylcellulosa ett stort antal karboximetylgrupper (–CH2COOH), som kan interagera med vattenmolekyler, vilket ger den god löslighet och viskositetsegenskaper.
CMC har följande grundläggande egenskaper:
Vattenlöslighet: Natriumkarboximetylcellulosa kan snabbt lösas i vatten för att bilda en enhetlig kolloidal lösning.
Viskositet: CMC vattenlösning har en hög viskositet, och viskositeten är relaterad till dess molekylvikt och lösningskoncentration.
Stabilitet: CMC har god stabilitet för syra, alkali och hög temperatur, men i en stark syra- eller alkalimiljö kommer stabiliteten hos CMC att minska.
Justerbarhet: Genom att justera molekylvikten och graden av substitution av CMC kan dess fysiska och kemiska egenskaper kontrolleras exakt.
2. Förberedningsmetod
Natriumkarboximetylcellulosa framställs vanligtvis genom att reagera cellulosa och natriumkloracetat i en alkalisk miljö. De specifika stegen är följande:
Förbehandling av cellulosa: Först tvättas cellulosa (såsom bomullsfiber) för att ta bort föroreningar.
Alkaliniseringsreaktion: Den förbehandlade cellulosa reageras med natriumhydroxidlösning för att separera hydroxyldelen i cellulosamolekylen för att bilda ett aktivt cellulosaatriumsalt.
Substitutionsreaktion: Under alkaliska förhållanden tillsätts natriumkloracetat, och natriumkloracetat reagerar med natriumcellulosa, så att hydroxylgrupperna på cellulosamolekylerna ersätts av karboximetylgrupper.
Tvätt och torkning: När reaktionen är klar tvättas produkten med vatten för att avlägsna föroreningar, och slutligen renad natriumkarboximetylcellulosa erhålls.
3. Applikationsfält
På grund av dess goda vattenlöslighet, förtjockning och stabilitet används natriumkarboximetylcellulosa i stor utsträckning i följande fält:
Livsmedelsindustrin: Som förtjockningsmedel, stabilisator, emulgeringsmedel, gelningsmedel, etc. Det finns vanligtvis i livsmedel som glass, gelé, kryddning, omedelbar soppa, etc. Dess huvudfunktion är att förbättra smaken av mat, förlänga hållbarheten och öka konsistensen.
Läkemedelsindustrin: Som bindemedel, en långvarig frisläppande medel, upphängningsmedel och förtjockningsmedel för läkemedel används det i tabletter, kapslar, orala vätskor, aktuella salvor och andra beredningar. Dessutom används CMC också som ett hemostatiskt material för kirurgi och tandmaterial.
Kosmetisk industri: Används vid produktion av lotioner, krämer, schampon, tandkräster och andra produkter som förtjockningsmedel och stabilisator. Den kan justera produktens viskositet och förbättra användarupplevelsen.
Paperming Industry: Som ytbehandlingsmedel för papper kan CMC förbättra styrkan, vattenmotståndet och utskriften av papper och minska dammet på pappersytan.
Oljeborrning: Under oljeborrning används CMC i borrvätska för att tjockna och stabilisera borrvätskan, hjälpa till att ta bort bergstagar runt borrbiten och stabilisera brunnväggen.
Textilindustri: Som en färgämne -spridning och tryckpasta tillsatsmedel kan CMC förbättra färgämnen och kvaliteten på textilier.
4. Säkerhets- och miljöpåverkan
Natriumkarboximetylcellulosa anses vanligtvis vara säker, och dess användning i livsmedel och medicin har godkänts av de internationella livsmedelssugnens kodex och relevanta föreskrifter i många länder. Det är giftigt för människokroppen och kommer inte att ha någon betydande inverkan på den ekologiska miljön, så den används ofta.
Även om CMC i sig är miljövänlig, kan dess produktionsprocess innebära användning av vissa kemiska reagens och avloppsreningsproblem. Därför är det nödvändigt att uppmärksamma miljöskyddsåtgärder under produktionsprocessen för att minska utsläppet av skadliga ämnen.
Natriumkarboximetylcellulosa är ett allmänt använt och multifunktionellt polymermaterial. Dess förtjockning, stabiliserande och gelningsegenskaper gör det viktigt för många branscher. Från mat, medicin till industrin spelar CMC en viktig roll. Med det kontinuerliga utvecklingen av teknik i framtiden kan applikationsfältet för CMC utvidgas ytterligare.
Posttid: 20 februari2025