Свойства и применение карбоксиметилцеллюлозы

1. Краткое введение карбоксиметилцеллюлозы

Английское название: Карбоксилметилцеллюлоза.

Аббревиатура: КМК

Молекулярная формула варьируется: [C6H7O2(OH)2CH2COONa]n.

Внешний вид: белый или светло-желтый волокнистый гранулированный порошок.

Растворимость в воде: легко растворим в воде, образуя прозрачный вязкий коллоид, раствор нейтральный или слабощелочной.

Особенности: Высокомолекулярное соединение поверхностно-активного коллоида, без запаха, вкуса и нетоксично.

Природная целлюлоза широко распространена в природе и является наиболее распространенным полисахаридом. Но в производстве целлюлоза обычно существует в виде натрийкарбоксиметилцеллюлозы, поэтому полное название должно быть натрийкарбоксиметилцеллюлоза, 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 с получением карбоксиметилцеллюлозы, называемой КМЦ.

Функции водного раствора карбоксиметилцеллюлозы: загущение, образование пленки, связывание, удержание воды, защита от 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 щелочи целлюлозы:

[C6H7O2(OH) 2ONa ]n + nClCH2COONa →[C6H7O2(OH) 2OCH2COONa ]n + nNaC

Следовательно: химическая формула образования карбоксиметилцеллюлозы: Cell-O-CH2-COONa NaCMC.

Карбоксиметилцеллюлоза натрия (сокращенно NaCMC или CMC) представляет собой водорастворимый эфир целлюлозы, благодаря которому вязкость наиболее часто используемых водных растворов варьируется от нескольких сП до нескольких тысяч сП.

4. Характеристики продукта карбоксиметилцеллюлозы

1. Хранение водного раствора КМЦ: он стабилен при низкой температуре или солнечном свете, но кислотность и щелочность раствора изменяются 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 сделайте частицы равномерно влажными, что может значительно увеличить скорость растворения.

3. КМЦ гигроскопичен и при хранении его следует беречь от влаги.

4. Соли тяжелых металлов, таких как цинк, медь, свинец, алюминий, серебро, железо, олово и хром, могут вызвать осаждение КМЦ.

5. Осаждение происходит в водном растворе с pH ниже 2,5, 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, смягчителями и смолами.

8. Из-за различной обработки внешний вид КМЦ может быть мелким, крупнозернистым или волокнистым, что не имеет ничего общего с физическими и химическими свойствами.

9. Метод использования порошка КМЦ прост. Его можно добавлять непосредственно и растворять в холодной или теплой воде при температуре 40-50°C.

5. Степень замещения и растворимость карбоксиметилцеллюлозы.

Степень замещения относится к среднему количеству карбоксиметильных групп натрия, присоединенных к каждой единице целлюлозы; максимальное значение степени замещения — 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, а второй 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 выше вязкость, как и раствор NaCMC.

Вязкость: раствор NaCMC представляет собой неньютоновскую жидкость, и его кажущаяся вязкость уменьшается с увеличением силы сдвига. После прекращения перемешивания вязкость пропорционально увеличивалась, 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 наслоений, хорошая стабильность; хороший эффект загущения, регулируемая вязкость покрытия.

(2) Керамическая промышленность: используется в качестве связующего вещества для улучшения пластичности гончарной глины; прочная глазурь.

2. Стиральная, косметическая, табачная, текстильная полиграфическая и красильная промышленность.

(1) Стирка: КМЦ добавляется в моющее средство, чтобы предотвратить повторное осаждение выстиранной грязи на ткани.

(2) Косметические средства: загущающие, диспергирующие, суспендирующие, стабилизирующие и т. д. Полезно в полной мере раскрыть различные свойства косметических средств.

(3) Табак: КМЦ используется для склеивания табачных листов, что позволяет эффективно использовать крошку и уменьшить количество необработанных табачных листьев.

(4) Текстиль: в качестве отделочного средства для тканей CMC может уменьшить пропуск пряжи и обрыв концов на высокоскоростных ткацких станках.

(5) Печать и крашение: используется в печатной пасте, которая может повысить гидрофильную и проникающую способность красителей, сделать окрашивание равномерным и уменьшить разницу в цвете.

3. Производство противомоскитных спиралей и сварочных стержней.

(1) Противомоскитные спирали: КМЦ используется в противомоскитных спиралях для повышения прочности противомоскитных спиралей и снижения вероятности их поломки.

(2) Электрод: КМЦ используется в качестве глазури, чтобы керамическое покрытие лучше скреплялось и формировалось, улучшалось качество чистки щеткой, а также оно обладает характеристиками выгорания при высоких температурах.

4. Производство зубных паст

(1) КМЦ хорошо совместима с различным сырьем зубной пасты;

(2) Паста нежная, не отделяет воду, не отслаивается, не густеет, имеет обильную пену;

(3) Хорошая стабильность и подходящая консистенция, которая может придать зубной пасте хорошую форму, удержание и особенно приятный вкус;

(4) Устойчивость к перепадам температуры, увлажнение и фиксация ароматов.

(5) Небольшая стрижка и хвостохранилище в консервных 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: превратите воду, жир, белок и т. д. в однородную, дисперсную и стабильную смесь, чтобы избежать образования кристаллов льда.

(3) Хлеб и кондитерские изделия: CMC может контролировать вязкость теста, улучшать удержание влаги и продлевать срок годности продукта.

(4) Лапша быстрого приготовления: повышает прочность и устойчивость лапши к приготовлению; он хорошо формуется для печенья и блинов, а поверхность торта гладкая и ее нелегко сломать.

(5) Мгновенная паста: в качестве основы для жевательной резинки.

(6) КМЦ физиологически инертен и не имеет теплотворной способности. Таким образом, можно производить низкокалорийные продукты.

6. Бумажная промышленность

КМЦ используется для калибровки бумаги, благодаря чему бумага имеет высокую плотность, хорошую стойкость к проникновению чернил, высокое собирание воска и гладкость. В процессе окраски бумаги помогает контролировать раскатываемость цветной пасты; он может улучшить состояние липкости между волокнами внутри бумаги, тем самым улучшая прочность и устойчивость бумаги к сгибанию.

7. Нефтяная промышленность

КМЦ используется при бурении нефти и газа, рытье скважин и других проектах.

8. Другие

Клеи для обуви, головных уборов, карандашей и т.п., полироли и красители для кожи, стабилизаторы для пенных огнетушителей и т.п.