Proprietà della carbossimetilcellulosa

Carbossimetilcellulosa (CMC)È un etere di cellulosa solubile in acqua ampiamente utilizzato, prodotto in cellulosa naturale attraverso reazioni chimiche come alcalinizzazione ed eterificazione. Grazie al suo buon ispessimento, ritenzione idrica, stabilità di emulsionamento e biocompatibilità, CMC è ampiamente utilizzato in alimenti, medicinali, petrolio, ceramica, fabbricazione della carta, prodotti chimici quotidiani e altri campi.

1. Struttura chimica e classificazione

La carbossimetilcellulosa è un polimero lineare anionico, la cui unità strutturale di base è il glucosio e la catena principale della cellulosa collegata dai bond beta-1, 4-glicosidici, parte dei suoi gruppi idrossilici (-OH) essere sostituito da carbossimetil (-chmilwaucooh). Il grado di sostituzione del carbossimetil è espresso come "grado di sostituzione (DS)", che di solito varia dal 0.4 al 1.4. Maggiore il DS, migliore la solubilità e le prestazioni di CMC.

La CMC può essere divisa nei principali tipi in base al grado di sostituzione, purezza e grado di sale di sodio:

Grado industriale CMC

Grado puro CMC

CMC di elevata purezza (come per alimenti o medicinali)

In applicazioni commerciali, la sua forma di sale di sodio, carbossimetilcellulosa di sodio (CMC-Na), è comunemente utilizzata perché è più stabile e più solubile in acqua.

2. Proprietà fisiche e chimiche

2.1. Aspetto

CMC è di solito polvere o granuli bianchi o giallo chiaro, inodore e insapore. È igroscopico e assorbe facilmente l'acqua e gli agglomerati nell'aria.

2.2. Solubilità

CMC è un tipico polimero solubile in acqua che può essere rapidamente disperso in acqua fredda per formare una soluzione colloidale trasparente o leggermente torbida. È solubile in solventi organici come etanolo ed etere, ma può formare un precipitato con un solvente misto acqua-alcol. La solubilità è colpita da fattori come peso molecolare, grado di sostituzione e pH.

2.3. Stabilità del pH

CMC ha una buona stabilità nella gamma di pH da 4 a 10. Se si trova in un ambiente alcalino forte o acido forte, è facile da idrolizzare e degradare, con una riduzione della viscosità.

2.4. Stabilità termica

La polvere secca di CMC è abbastanza stabile a temperatura ambiente e inizia a deformare quando riscaldata a più di 200 °C. In soluzione acquosa, può rimanere stabile quando riscaldato a circa 70 °C e la viscosità si riduce gradualmente al di sopra di questa temperatura.

3. Comportamento reologico

CMC è un tipico fluido pseudoplastico (tipo di assottigliamento a cesoia). Vale a dire che la viscosità è elevata e bassa velocità di taglio e la viscosità si riduce al miglioramento della velocità di taglio. Questa proprietà reologica è molto importante per prodotti come rivestimenti, dentifrici e detergenti e aiuta a migliorare la stabilità dello stoccaggio e le proprietà di costruzione.

CMC mostra anche un tixotropy, che è, la viscosità si riduce dopo l'agitazione e recupera parzialmente dopo la posizione, il che è molto vantaggioso in situazioni in cui "flusso di costruzione e uso stabile" sono necessari.

4. Proprietà di formatura ed emulsione del Film

CMC ha una specifica proprietà di formatura del film e può formare una pellicola uniforme e flessibile. Viene spesso utilizzato nei rivestimenti, nell'incollaggio della carta, nei rivestimenti alimentari, ecc. In aggiunta, le sue proprietà anioniche gli danno un effetto di emulsione e stabilizzazione della dispersione, che può stabilizzare la miscela di olio-acqua e prevenire la separazione di fase.

5. Ritenzione idrica e protezione colloidale

CMC può migliorare in modo significativo le prestazioni di ritenzione idrica del sistema, specialmente nella costruzione di malta, adesivi per piastrelle e nella lavorazione degli alimenti, che possono prevenire efficacemente la perdita d'acqua e migliorare le prestazioni di costruzione o gusto. La sua capacità di protezione colloidale è anche forte, che può stabilizzare la sospensione e prevenire la flocculazione e le precipitazione delle particelle.

6. Biocompatibilità e sicurezza

CMC è derivato da cellulosa naturale, ha una buona biocompatibilità e biodegradabilità, bassa tossicità ed è ampiamente utilizzato in medicina e cibo. Ad esempio, viene utilizzato come adesivo per compresse e materiale a rilascio prolungato nei medicinali; Come addensante, stabilizzatore, umettante, ecc. negli alimenti.

7. Compatibilità con altre sostanze

CMC ha una buona compatibilità in una varietà di sistemi, ma può rispondere e precipitare quando viene mescolata con polimeri cationici o elettroliti forti. In aggiunta, gli ioni metallici ad alta valenza (come il fedocor, il caicuraur) possono anche generare precipitazione CMC, e il tipo e la concentrazione adeguati devono essere selezionati In base allo scenario di utilizzo.

8. Fattori che cambiano le prestazioni CMC

Grado di sostituzione (DS): influenza la solubilità, la viscosità e la stabilità della soluzione.

Peso molecolare: determina direttamente le prestazioni della viscosità. Maggiore il peso molecolare, maggiore la viscosità.

Purezza e contenuto di sodio: incidere sulla trasparenza della soluzione e sulla sua applicabilità per scopi alimentari e medici.

Concentrazione della soluzione: maggiore è la concentrazione, maggiore la viscosità, fino a formare uno stato di gel.

La carbossimetilcellulosa (CMC) è un materiale polimerico solubile in acquaCon prestazioni eccellenti e ampia applicazione. Integra molteplici funzioni come ispessimento, ritenzione idrica, dispersione, emulsionamento, formazione di film e incollaggio. È derivato naturalmente, degradabile e non ha effetti collaterali tossici. Ha un valore di applicazione estremamente elevato nei campi di alimenti, medicinali e prodotti chimici quotidiani. In futuro, con l'aumento della domanda di materiali verdi ed ecologici, CMC dovrebbe giocare a un ruolo in più campi.