1. Краткое введение в карбоксиметилцеллюлозу
Английское название: Карбоксилметилцеллюлоза
Аббревиатура: КМК
Молекулярная формула изменчива: [C6H7O2(OH)2CH2COONa]n
Внешний вид: волокнистый гранулированный порошок белого или светло-желтого цвета.
Растворимость в воде: легко растворяется в воде, образуя прозрачный вязкий коллоид, раствор имеет нейтральную или слабощелочную реакцию.
Особенности: Высокомолекулярное соединение поверхностно-активного коллоида, без запаха, без вкуса и нетоксично.
Натуральная целлюлоза широко распространена в природе и является самым распространенным полисахаридом. Но в производстве целлюлоза обычно существует в форме натриевой карбоксиметилцеллюлозы, поэтому полное название должно быть натриевая карбоксиметилцеллюлоза, или КМЦ-Na. Широко используется в промышленности, строительстве, медицине, пищевой, текстильной, керамической и других областях.
2. Технология карбоксиметилцеллюлозы
Технология модификации целлюлозы включает: этерификацию и этерификацию.
Преобразование карбоксиметилцеллюлозы: реакция карбоксиметилирования в технологии этерификации, целлюлоза карбоксиметилируется для получения карбоксиметилцеллюлозы, называемой КМЦ.
Функции водного раствора карбоксиметилцеллюлозы: загущение, пленкообразование, связывание, удержание воды, защита коллоидов, эмульгирование и суспендирование.
3. Химическая реакция карбоксиметилцеллюлозы
Реакция подщелачивания целлюлозы:
[C6H7O2(OH)3]n + nNaOH→[C6H7O2(OH)2ONa]n + nH2O
Реакция этерификации монохлоруксусной кислоты после щелочной целлюлозы:
[C6H7O2(OH)2ONa]n + nClCH2COONa →[C6H7O2(OH)2OCH2COONa]n + nNaC
Следовательно: химическая формула для образования карбоксиметилцеллюлозы: Cell-O-CH2-COONa NaCMC
Натрий карбоксиметилцеллюлоза(NaCMC или сокращенно CMC) — это водорастворимый эфир целлюлозы, который может изменять вязкость большинства часто используемых водных растворов от нескольких сП до нескольких тысяч сП.
4. Характеристики продукта карбоксиметилцеллюлоза
1. Хранение водного раствора КМЦ: Он стабилен при низкой температуре или солнечном свете, но кислотность и щелочность раствора будут меняться из-за изменений температуры. Под воздействием ультрафиолетовых лучей или микроорганизмов вязкость раствора уменьшится или даже испортится. Если требуется длительное хранение, следует добавить подходящий консервант.
2. Метод приготовления водного раствора КМЦ: сначала равномерно смачивают частицы, что может значительно увеличить скорость растворения.
3. КМЦ гигроскопична и должна быть защищена от влаги во время хранения.
4. Соли тяжелых металлов, таких как цинк, медь, свинец, алюминий, серебро, железо, олово и хром, могут вызвать выпадение КМЦ в осадок.
5. В водном растворе с pH ниже 2,5 происходит выпадение осадка, который можно восстановить после нейтрализации добавлением щелочи.
6. Хотя такие соли, как кальций, магний и поваренная соль, не оказывают осаждающего действия на КМЦ, они снижают вязкость раствора.
7. КМЦ совместима с другими водорастворимыми клеями, пластификаторами и смолами.
8. В зависимости от способа обработки КМЦ может иметь вид мелкого порошка, крупнозернистого или волокнистого материала, что не имеет ничего общего с его физическими и химическими свойствами.
9. Метод использования порошка КМЦ прост. Его можно добавлять и растворять непосредственно в холодной или теплой воде при температуре 40-50°C.
5. Степень замещения и растворимость карбоксиметилцеллюлозы
Степень замещения относится к среднему числу карбоксиметильных групп натрия, присоединенных к каждому звену целлюлозы; максимальное значение степени замещения равно 3, но наиболее промышленно полезным является NaCMC со степенью замещения от 0,5 до 1,2. Свойства NaCMC со степенью замещения 0,2-0,3 существенно отличаются от свойств NaCMC со степенью замещения 0,7-0,8. Первый лишь частично растворим в воде с pH 7, но последний полностью растворим. Обратное верно в щелочных условиях.
6. Степень полимеризации и вязкость карбоксиметилцеллюлозы
Степень полимеризации: относится к длине целлюлозной цепи, которая определяет вязкость. Чем длиннее целлюлозная цепь, тем больше вязкость, и соответственно, тем больше вязкость раствора NaCMC.
Вязкость: Раствор NaCMC является неньютоновской жидкостью, и его кажущаяся вязкость уменьшается при увеличении силы сдвига. После прекращения перемешивания вязкость пропорционально увеличивалась до тех пор, пока не оставалась стабильной. То есть раствор является тиксотропным.
7. Область применения карбоксиметилцеллюлозы
1. Строительство и керамическая промышленность
(1) Архитектурные покрытия: хорошая дисперсия, равномерное распределение покрытия; отсутствие расслоения, хорошая стабильность; хороший загущающий эффект, регулируемая вязкость покрытия.
(2) Керамическая промышленность: используется в качестве связующего вещества для улучшения пластичности гончарной глины; прочная глазурь.
2. Моечная, косметическая, табачная, текстильная и красильная промышленность.
(1) Стирка: КМЦ добавляется в моющее средство, чтобы предотвратить повторное оседание отстиранной грязи на ткани.
(2) Косметика: загущение, диспергирование, суспендирование, стабилизация и т. д. Полезно в полной мере использовать различные свойства косметики.
(3) Табак: КМЦ используется для склеивания табачных листов, что позволяет эффективно использовать щепу и сократить количество необработанных табачных листьев.
(4) Текстиль: В качестве отделочного средства для тканей КМЦ может уменьшить пропуски пряжи и обрывы концов на высокоскоростных ткацких станках.
(5) Печать и крашение: используется в печатной пасте, которая может усилить гидрофильную и проникающую способность красителей, сделать крашение равномерным и уменьшить разницу в цвете.
3. Производство противомоскитных спиралей и сварочных электродов
(1) Противомоскитные спирали: КМЦ используется в противомоскитных спиралях для повышения прочности спиралей и снижения вероятности их поломки и разрыва.
(2) Электрод: КМЦ используется в качестве глазурирующего агента для улучшения сцепления и формирования керамического покрытия, улучшения его очищающих свойств, а также для повышения устойчивости к выгоранию при высоких температурах.
4. Производство зубной пасты
(1) КМЦ хорошо совместима с различным сырьем в зубной пасте;
(2) Паста нежная, не отделяет воду, не шелушится, не густеет и образует обильную пену;
(3) Хорошая стабильность и подходящая консистенция, которые могут придать зубной пасте хорошую форму, сохранение и особенно приятный вкус;
(4) Устойчив к перепадам температур, увлажняет и сохраняет аромат.
(5) Мелкая резка и консервирование в банках.
5. Пищевая промышленность
(1) Кислые напитки: в качестве стабилизатора, например, для предотвращения осаждения и расслоения белков в йогурте из-за агрегации; лучший вкус после растворения в воде; хорошая однородность замещения.
(2) Мороженое: приготовьте из воды, жира, белка и т. д. однородную, дисперсную и стабильную смесь, чтобы избежать образования кристаллов льда.
(3) Хлеб и выпечка: КМЦ может контролировать вязкость теста, улучшать удержание влаги и срок хранения продукта.
(4) Лапша быстрого приготовления: повышает прочность и устойчивость лапши к варке; хорошо формуется при выпечке печенья и блинов, поверхность выпечки гладкая и ее нелегко сломать.
(5) Быстрорастворимая паста: в качестве основы для жевательной резинки.
(6) КМЦ физиологически инертна и не имеет калорийности. Поэтому можно производить низкокалорийные продукты.
6. Бумажная промышленность
КМЦ используется для проклейки бумаги, что делает бумагу высокоплотной, устойчивой к проникновению чернил, высокой способностью к сбору воска и гладкостью. В процессе окрашивания бумаги она помогает контролировать прокатываемость цветной пасты; она может улучшить состояние липкости между волокнами внутри бумаги, тем самым улучшая прочность и сопротивление сгибанию бумаги.
7. Нефтяная промышленность
КМЦ используется при бурении нефтяных и газовых скважин, рытье скважин и других проектах.
8. Другое
Клеи для обуви, шляп, карандашей и т. д., полироли и красители для кожи, стабилизаторы для пенных огнетушителей и т. д.
Время публикации: 04.01.2023