Naatriumkarboksümetüültselluloos (CMC) on polümeeriühend, mida kasutatakse laialdaselt paljudes tööstusharudes, näiteks toit, ravim, kosmeetika, tekstiili, paber ja õlipuur. See saadakse tselluloosi keemilise modifitseerimise teel. Selle struktuursed omadused on, et mõned tselluloosimolekulides sisalduvad hüdroksüülrühmad asendatakse karboksümetüülrühmadega (–Ch2COOH) ja kombineeritakse naatriumiioonidega, moodustades vees lahustuvad naatriumsoolad.
1. keemiline struktuur ja omadused
Naatriumkarboksümetüültselluloosi keemiline valem on (C6H7O2 (OH) 2CH2Coona) n, millel on teatav lahustuvus ja vee imendumine. Selle põhistruktuur on lineaarne struktuur, mis koosneb tselluloosmonomeeride glükoosmolekulidest. Pärast keemilist modifitseerimist asendatakse mõned või kõik tselluloosimolekulide hüdroksüülrühmad karboksümetüülrühmadega, et moodustada negatiivsete laengutega vees lahustuvaid molekule. Täpsemalt, naatriumkarboksümetüültselluloosi molekulaarne ahel sisaldab suurt hulka karboksümetüülrühmi (–Ch2COOH), mis võivad interakteeruda veemolekulidega, andes sellele hea lahustuvuse ja viskoossuse omadused.
CMC -l on järgmised põhiomadused:
Vee lahustuvus: naatriumkarboksümetüültselluloosi saab vees kiiresti lahustada, moodustades ühtlase kolloidse lahuse.
Viskoossus: CMC vesilahusel on kõrge viskoossus ja viskoossus on seotud selle molekulmassi ja lahuse kontsentratsiooniga.
Stabiilsus: CMC -l on hea stabiilsus happe, leelise ja kõrge temperatuuri suhtes, kuid tugevas happe- või leelis keskkonnas väheneb CMC stabiilsus.
Reguleeritavus: kohandades CMC molekulmassi ja asendusastet, saab selle füüsikalisi ja keemilisi omadusi täpselt kontrollida.
2. Ettevalmistusmeetod
Naatriumkarboksümetüültselluloos valmistatakse tavaliselt tselluloosi ja naatriumkloroatsetaadi reageerimisega aluselises keskkonnas. Konkreetsed sammud on järgmised:
Tselluloosi eeltöötlus: esiteks pestakse tselluloos (näiteks puuvillakiud) lisandite eemaldamiseks.
Leeliininisatsioonireaktsioon: eeltöödeldud tselluloos reageeritakse naatriumhüdroksiidi lahusega, et eraldada tselluloosi molekulis hüdroksüülosa, moodustades aktiivse tselluloosi naatriumsoola.
Asendusreaktsioon: aluselistes tingimustes lisatakse naatriumkloroatsetaat ja naatriumkloroatsetaat reageerib naatriumselluloosiga, nii et tselluloosimolekulidel olevad hüdroksüülrühmad asendatakse karboksümetüülrühmadega.
Pesemine ja kuivatamine: Pärast reaktsiooni valmimist pestakse toode lisandite eemaldamiseks veega ja lõpuks saadakse naatriumkarboksümetüültselluloos.
3. rakendusväljad
Hea vee lahustuvuse, paksenemise ja stabiilsuse tõttu kasutatakse järgmistes väljades laialdaselt naatriumkarboksümetüültselluloosi:
Toiduainetööstus: paksendajana, stabilisaatorina, emulgaatorit, geelistajat jne. Seda leidub tavaliselt sellistes toitudes nagu jäätis, tarretis, maitsestamine, kiirsupp jne. Selle peamine funktsioon on toidu maitse parandamine, säilivusaja pikendamine ja konsistentsi suurendamine.
Farmaatsiatööstus: sideainena, püsivat vabastava ainena, suspendeeriva aine ja ravimite paksendajana kasutatakse seda tablettides, kapslites, suukaudsetes vedelikes, aktuaalsetes salvides ja muudes preparaatides. Lisaks kasutatakse CMC -d ka kirurgia ja hambamaterjalide hemostaatilise materjalina.
Kosmeetiline tööstus: kasutatud kreemide, kreemide, šampoonide, hambapastade ja muude toodete tootmisel paksendaja ja stabilisaatorina. See saab kohandada toote viskoossust ja parandada kasutajakogemust.
Paberitööstus: paberi pinnatöötlusainena võib CMC parandada paberi tugevust, veekindlust ja prinditavust ning vähendada paberi pinnal olevat tolmu.
Õlipuurimine: Õli puurimise ajal kasutatakse puurimisvedelikku puurimisvedelikku puurimisvedeliku paksendamiseks ja stabiliseerimiseks, aidake kivimõike ümber puuribitüki ümber eemaldada ja kaevu seina stabiliseerida.
Tekstiilitööstus: värvaine hajutaja ja pasta lisaaine printimise korral saab CMC parandada tekstiilide värvimise ühtlust ja kvaliteeti.
4. Ohutuse ja keskkonnamõju
Naatriumkarboksümetüültselluloosi peetakse üldiselt ohutuks ning selle kasutamise toidu- ja meditsiinis on heaks kiitnud rahvusvahelised toidulisandid kood ja paljude riikide asjakohased määrused. See on inimkehale mittetoksiline ja ei mõjuta märkimisväärset mõju ökoloogilisele keskkonnale, seega kasutatakse seda laialdaselt.
Ehkki CMC ise on keskkonnasõbralik, võib selle tootmisprotsess hõlmata mõnede keemiliste reagentide ja reoveepuhastusprobleemide kasutamist. Seetõttu on kahjulike ainete heitkoguste vähendamiseks vaja pöörata tähelepanu keskkonnakaitse meetmetele.
Naatriumkarboksümetüültselluloos on laialt kasutatav ja multifunktsionaalne polümeermaterjal. Selle paksenemine, stabiliseerivad ja geelistavad omadused muudavad selle paljude tööstusharude jaoks oluliseks. Toidust, meditsiinist kuni tööstuseni mängib CMC olulist rolli. Tehnoloogia pideva edenemisega tulevikus võib CMC rakendusvaldkonda veelgi laiendada.
Postiaeg: 20. veebruar-20125