Karboksimetilceluloza (CMC) je funkcionalni aditiv, ki se pogosto uporablja v različnih panogah, kot so hrana, farmacevtska zdravila, izdelava papirjev, tekstil in rudarjenje. Izhaja iz naravne celuloze, ki je v rastlinah in drugih bioloških materialih v izobilju. CMC je vodotopni polimer z edinstvenimi lastnostmi, vključno z viskoznostjo, hidracijo, adhezijo in adhezijo.
CMC značilnosti
CMC je celulozni derivat, ki je kemično spremenjen z uvedbo karboksimetilnih skupin v njegovo strukturo. Ta sprememba poveča topnost in hidrofilnost celuloze, s čimer se izboljša funkcionalnost. Lastnosti CMC so odvisne od stopnje substitucije (DS) in molekulske mase (MW). DS je opredeljen kot povprečno število karboksimetilnih skupin na enoto glukoze v celulozni hrbtenici, medtem ko MW odraža velikost in porazdelitev polimernih verig.
Ena ključnih lastnosti CMC je njegova topnost vode. CMC je v vodi zlahka topen in tvori viskozno raztopino s psevdoplastičnimi lastnostmi. To reološko vedenje je posledica medmolekulskih interakcij med molekulami CMC, kar ima za posledico zmanjšanje viskoznosti pod strižnim stresom. Psevdoplastična narava raztopin CMC je primerna za različne aplikacije, kot so zgoščevalci, stabilizatorji in suspendirani povzročitelji.
Druga pomembna značilnost CMC je njegova sposobnost oblikovanja filma. CMC rešitve lahko vstavite v filme z odličnimi mehanskimi lastnostmi, preglednostjo in prožnostjo. Ti filmi se lahko uporabljajo kot prevleke, laminate in embalažni materiali.
Poleg tega ima CMC dobre lastnosti vezi in vezanja. Tvori močno vez z različnimi površinami, vključno z lesom, kovino, plastiko in tkanino. Ta lastnost je privedla do uporabe CMC pri proizvodnji premazov, lepil in črnil.
CMC viskoznost
Viskoznost raztopin CMC je odvisna od več dejavnikov, kot so koncentracija, DS, MW, temperatura in pH. Na splošno imajo CMC rešitve večje viskoznosti pri višjih koncentracijah, DS in MW. Viskoznost se poveča tudi z zniževanjem temperature in pH.
Viskoznost raztopin CMC nadzira interakcijo med polimernimi verigami in molekulami topila v raztopini. Molekule CMC medsebojno delujejo z molekulami vode skozi vodikove vezi, ki tvorijo hidracijsko lupino okoli polimernih verig. Ta hidracijska lupina zmanjšuje mobilnost polimernih verig in s tem poveča viskoznost raztopine.
Za reološko vedenje raztopin CMC so značilne krivulje pretoka, ki opisujejo razmerje med strižnim stresom in hitrostjo striženja raztopine. CMC rešitve kažejo ne-newtonsko vedenje pretoka, kar pomeni, da se njihova viskoznost spreminja s hitrostjo striženja. Pri nizkih stopnjah striženja je viskoznost raztopin CMC večja, medtem ko se pri visokih strižnih stopnjah viskoznost zmanjšuje. To vedenje striženja je posledica polimernih verig, ki se poravnajo in raztezajo pod strižnim stresom, kar ima za posledico zmanjšane medmolekularne sile med verigami in zmanjšanje viskoznosti.
Uporaba CMC
CMC se zaradi svojih edinstvenih lastnosti in reološkega vedenja pogosto uporablja na različnih področjih. V živilski industriji se CMC uporablja kot zgoščevalec, stabilizator, emulgator in tekstura. Dodamo ga živili, kot so sladoled, pijače, omake in pecivi, da izboljšajo njihovo teksturo, konsistenco in rok trajanja. CMC preprečuje tudi nastanek ledenih kristalov v zamrznjeni hrani, kar ima za posledico gladek, kremast izdelek.
V farmacevtski industriji se CMC uporablja kot vezivo, razpadajoče in nadzorovano sproščanje v formulacijah tablet. Izboljšajte stisljivost in pretočnost prahu ter zagotovite enotnost in stabilnost tablet. Zaradi svojih mukoadhezivnih in bioadhezivnih lastnosti se CMC uporablja tudi kot pomožna snov v oftalmičnih, nosnih in peroralnih formulacijah.
V papirni industriji se CMC uporablja kot aditiv mokrega konca, vezivo na prevleko in velikosti za tiskovne agencije. Izboljša zadrževanje in drenažo celuloze, poveča trdnost in gostoto papirja ter zagotavlja gladko in sijočo površino. CMC deluje tudi kot voda in oljna pregrada, s čimer preprečuje prodor črnila ali drugih tekočin.
V tekstilni industriji se CMC uporablja kot sredstva za velikost, zgoščevalec tiskanja in barvanje pomožnika. Izboljša oprijem vlaken, poveča penetracijo in fiksacijo barv ter zmanjša trenje in gube. CMC daje tudi mehkobo in togost tkanini, odvisno od DS in MW polimera.
V rudarski industriji se CMC uporablja kot flokulant, inhibitor in reologijo pri predelavi mineralov. Izboljša usedanje in filtracijo trdnih snovi, zmanjšuje ločitev od premogovega gange ter nadzoruje viskoznost in stabilnost suspenzije. CMC tudi zmanjšuje vpliv na okolje rudarskega procesa z zmanjšanjem uporabe strupenih kemikalij in vode.
Za zaključek
CMC je vsestranski in dragocen dodatek, ki ima edinstvene lastnosti in viskoznost zaradi svoje kemijske strukture in interakcije z vodo. Njegova topnost, sposobnost oblikovanja filma, vezave in oprijemljive lastnosti so primerne za različne aplikacije v sektorju hrane, farmacevtske, papirja, tekstila in rudarstva. Viskoznost raztopin CMC lahko nadziramo z več dejavniki, kot so koncentracija, DS, MW, temperatura in pH, zanje pa lahko označi njegovo psevdoplastično in strižno vedenje. CMC pozitivno vpliva na kakovost, učinkovitost in trajnost izdelkov in procesov, zaradi česar je bistveni del sodobne industrije.
Čas objave: september-25-2023