Karboxymetylcelulóza (CMC) je funkčná prísada široko používaná v rôznych priemyselných odvetviach, ako je potravinársky, farmaceutický, papierenský, textilný a banícky priemysel.Je odvodený z prírodnej celulózy, ktorá je hojne zastúpená v rastlinách a iných biologických materiáloch.CMC je vo vode rozpustný polymér s jedinečnými vlastnosťami vrátane viskozity, hydratácie, priľnavosti a priľnavosti.
Charakteristika CMC
CMC je derivát celulózy, ktorý je chemicky modifikovaný zavedením karboxymetylových skupín do jeho štruktúry.Táto modifikácia zvyšuje rozpustnosť a hydrofilnosť celulózy, čím zlepšuje funkčnosť.Vlastnosti CMC závisia od jej stupňa substitúcie (DS) a molekulovej hmotnosti (MW).DS je definovaný ako priemerný počet karboxymetylových skupín na jednotku glukózy v celulózovom hlavnom reťazci, zatiaľ čo MW odráža veľkosť a distribúciu polymérnych reťazcov.
Jednou z kľúčových vlastností CMC je jej rozpustnosť vo vode.CMC je ľahko rozpustný vo vode a vytvára viskózny roztok s pseudoplastickými vlastnosťami.Toto reologické správanie je výsledkom intermolekulárnych interakcií medzi molekulami CMC, čo vedie k zníženiu viskozity pri šmykovom namáhaní.Pseudoplastická povaha roztokov CMC ich robí vhodnými pre rôzne aplikácie, ako sú zahusťovadlá, stabilizátory a suspendačné činidlá.
Ďalšou dôležitou vlastnosťou CMC je jej schopnosť vytvárať film.CMC riešenia môžu byť odlievané do fólií s vynikajúcimi mechanickými vlastnosťami, transparentnosťou a flexibilitou.Tieto fólie môžu byť použité ako nátery, lamináty a obalové materiály.
Okrem toho má CMC dobré lepiace a lepiace vlastnosti.Vytvára silné spojenie s rôznymi povrchmi vrátane dreva, kovu, plastu a tkaniny.Táto vlastnosť viedla k použitiu CMC pri výrobe náterov, lepidiel a atramentov.
CMC viskozita
Viskozita roztokov CMC závisí od niekoľkých faktorov, ako je koncentrácia, DS, MW, teplota a pH.Vo všeobecnosti roztoky CMC vykazujú vyššie viskozity pri vyšších koncentráciách, DS a MW.Viskozita sa tiež zvyšuje s klesajúcou teplotou a pH.
Viskozita roztokov CMC je riadená interakciou medzi polymérnymi reťazcami a molekulami rozpúšťadla v roztoku.Molekuly CMC interagujú s molekulami vody prostredníctvom vodíkových väzieb a vytvárajú okolo polymérnych reťazcov hydratačný obal.Tento hydratačný obal znižuje pohyblivosť polymérnych reťazcov, čím sa zvyšuje viskozita roztoku.
Reologické správanie roztokov CMC je charakterizované prietokovými krivkami, ktoré popisujú vzťah medzi šmykovým napätím a šmykovou rýchlosťou roztoku.Roztoky CMC vykazujú nenewtonovské správanie pri toku, čo znamená, že ich viskozita sa mení s rýchlosťou šmyku.Pri nízkych šmykových rýchlostiach je viskozita roztokov CMC vyššia, zatiaľ čo pri vysokých šmykových rýchlostiach viskozita klesá.Toto strihové stenčenie je spôsobené vyrovnávaním a naťahovaním polymérnych reťazcov pri šmykovom namáhaní, čo vedie k zníženiu medzimolekulových síl medzi reťazcami a zníženiu viskozity.
Aplikácia CMC
CMC je široko používaný v rôznych oblastiach vďaka svojim jedinečným vlastnostiam a reologickému správaniu.V potravinárskom priemysle sa CMC používa ako zahusťovadlo, stabilizátor, emulgátor a zlepšovač textúry.Pridáva sa do potravín, ako je zmrzlina, nápoje, omáčky a pečivo, aby sa zlepšila ich textúra, konzistencia a trvanlivosť.CMC tiež zabraňuje tvorbe ľadových kryštálikov v mrazených potravinách, výsledkom čoho je hladký, krémový produkt.
Vo farmaceutickom priemysle sa CMC používa ako spojivo, dezintegrátor a činidlo s riadeným uvoľňovaním v tabletových formuláciách.Zlepšite stlačiteľnosť a tekutosť prášku a zaistite jednotnosť a stabilitu tabliet.Vďaka svojim mukoadhezívnym a bioadhezívnym vlastnostiam sa CMC používa aj ako pomocná látka v oftalmických, nazálnych a orálnych formuláciách.
V papierenskom priemysle sa CMC používa ako prísada do mokrého konca, náterové spojivo a glejovacie činidlo.Zlepšuje zadržiavanie a odvodnenie buničiny, zvyšuje pevnosť a hustotu papiera a poskytuje hladký a lesklý povrch.CMC tiež pôsobí ako bariéra proti vode a oleju, ktorá zabraňuje prenikaniu atramentu alebo iných tekutín do papiera.
V textilnom priemysle sa CMC používa ako glejivo, zahusťovadlo tlače a pomocný prostriedok na farbenie.Zlepšuje priľnavosť vlákien, zlepšuje penetráciu a fixáciu farby a znižuje trenie a vrásky.CMC tiež dodáva látke mäkkosť a tuhosť v závislosti od DS a MW polyméru.
V ťažobnom priemysle sa CMC používa ako flokulant, inhibítor a modifikátor reológie pri spracovaní nerastov.Zlepšuje usadzovanie a filtráciu pevných látok, minimalizuje separáciu od uhoľnej hlušiny a kontroluje viskozitu a stabilitu suspenzie.CMC tiež znižuje vplyv ťažby na životné prostredie tým, že minimalizuje používanie toxických chemikálií a vody.
na záver
CMC je všestranné a hodnotné aditívum, ktoré vykazuje jedinečné vlastnosti a viskozitu vďaka svojej chemickej štruktúre a interakcii s vodou.Jeho rozpustnosť, filmotvorná schopnosť, väzbové a adhézne vlastnosti ho predurčujú na rôzne aplikácie v potravinárskom, farmaceutickom, papierenskom, textilnom a ťažobnom sektore.Viskozita roztokov CMC môže byť riadená niekoľkými faktormi, ako je koncentrácia, DS, MW, teplota a pH, a môže byť charakterizovaná jej pseudoplastickým správaním a strihovým stenčovaním.CMC má pozitívny vplyv na kvalitu, efektívnosť a udržateľnosť produktov a procesov, vďaka čomu je nevyhnutnou súčasťou moderného priemyslu.
Čas odoslania: 25. septembra 2023