Natriumcarboxymethylcellulose (CMC) er en polymerforbindelse, der er meget anvendt i mange brancher, såsom mad, medicin, kosmetik, tekstiler, papir og olieboring. Det opnås ved kemisk modifikation af cellulose. Dens strukturelle egenskaber er, at nogle hydroxylgrupper i cellulosemolekylerne erstattes af carboxymethylgrupper (–ch2cooh) og kombineres med natriumioner til dannelse af vandopløselige natriumsalte.
1. Kemisk struktur og egenskaber
Den kemiske formel af natriumcarboxymethylcellulose er (C6H7O2 (OH) 2ch2coona) N, som har en vis opløselighed og vandabsorption. Dens grundlæggende struktur er en lineær struktur sammensat af cellulose-monomerer-glucose-molekyler. Efter kemisk modifikation erstattes nogle eller alle hydroxylgrupper på cellulosemolekylerne af carboxymethylgrupper for at danne vandopløselige molekyler med negative ladninger. Specifikt indeholder den molekylære kæde af natriumcarboxymethylcellulose et stort antal carboxymethylgrupper (–ch2cooh), som kan interagere med vandmolekyler, hvilket giver det god opløselighed og viskositetsegenskaber.
CMC har følgende grundlæggende egenskaber:
Vandopløselighed: Natriumcarboxymethylcellulose kan hurtigt opløses i vand for at danne en ensartet kolloidal opløsning.
Viskositet: CMC vandig opløsning har en høj viskositet, og viskositeten er relateret til dens molekylvægt og opløsningskoncentration.
Stabilitet: CMC har god stabilitet over for syre, alkali og høj temperatur, men i et stærkt syre- eller alkalimiljø vil stabiliteten af CMC falde.
Justerbarhed: Ved at justere molekylvægt og grad af substitution af CMC kan dens fysiske og kemiske egenskaber kontrolleres nøjagtigt.
2. Forberedelsesmetode
Natriumcarboxymethylcellulose fremstilles normalt ved at reagere cellulose og natriumchloracetat i et alkalisk miljø. De specifikke trin er som følger:
Forbehandling af cellulose: For det første vaskes cellulose (såsom bomuldsfiber) for at fjerne urenheder.
Alkaliseringsreaktion: Den forbehandlede cellulose reageres med natriumhydroxidopløsning for at adskille hydroxyldelen i cellulosemolekylet for at danne et aktivt cellulosesodiumsalt.
Substitutionsreaktion: Under alkaliske betingelser tilsættes natriumchloracetat, og natriumchloracetat reagerer med natriumcellulose, så hydroxylgrupperne på cellulosemolekylerne erstattes af carboxymethylgrupper.
Vask og tørring: Når reaktionen er afsluttet, vaskes produktet med vand for at fjerne urenheder, og til sidst opnås natriumcarboxymethylcellulose.
3. applikationsfelter
På grund af dets gode vandopløselighed, fortykning og stabilitet bruges natriumcarboxymethylcellulose i vid udstrækning inden for følgende felter:
Fødevareindustri: Som en fortykningsmiddel, stabilisator, emulgator, geleringsagent osv. Findes det ofte i fødevarer som is, gelé, krydderier, øjeblikkelig suppe osv. Dens hovedfunktion er at forbedre smagen af mad, udvide holdbarheden og øge konsistensen.
Farmaceutisk industri: Som et bindemiddel, Agent med vedvarende frigivelse, suspenderingsmiddel og tykkemidler til lægemidler, bruges den i tabletter, kapsler, orale væsker, aktuelle salver og andre præparater. Derudover bruges CMC også som et hæmostatisk materiale til operation og tandmaterialer.
Kosmetisk industri: Brugt i produktionen af lotioner, cremer, shampoo, tandpastaer og andre produkter som en fortykningsmiddel og stabilisator. Det kan justere produktets viskositet og forbedre brugeroplevelsen.
Paperfremstillingsindustri: Som overfladebehandlingsmiddel til papir kan CMC forbedre styrken, vandmodstand og udskrivning af papir og reducere støv på papiroverfladen.
Olieboring: Under olieboring bruges CMC i borevæske til at tykkere og stabilisere borevæsen, hjælpe med at fjerne klippeklipper omkring borebiten og stabilisere brøndvæggen.
Tekstilindustri: Som farvestoffedtstof- og udskrivningspasta -tilsætningsstof kan CMC forbedre farvningens ensartethed og kvalitet af tekstiler.
4. sikkerhed og miljøpåvirkning
Natriumcarboxymethylcellulose betragtes generelt som sikker, og dens anvendelse i fødevarer og medicin er godkendt af de internationale fødevaretilsætningsstoffer og relevante regler i mange lande. Det er ikke-toksisk for den menneskelige krop og vil ikke have en betydelig indflydelse på det økologiske miljø, så det er vidt brugt.
Selvom CMC i sig selv er miljøvenlig, kan dens produktionsproces imidlertid involvere anvendelse af nogle kemiske reagenser og spildevandsbehandlingsproblemer. Derfor er det nødvendigt at være opmærksom på miljøbeskyttelsesforanstaltninger under produktionsprocessen for at reducere emissionen af skadelige stoffer.
Natriumcarboxymethylcellulose er et meget anvendt og multifunktionelt polymermateriale. Dens fortyknings-, stabiliserings- og geleringsegenskaber gør det vigtigt for mange brancher. Fra mad, medicin til industri spiller CMC en vigtig rolle. Med den kontinuerlige udvikling af teknologi i fremtiden kan Application Field of CMC udvides yderligere.
Posttid: Feb-20-2025