دانش سدیم کربوکسی متیل سلولز

سدیم کربوکسی متیل سلولز (CMC) یک ترکیب پلیمری است که به طور گسترده در بسیاری از صنایع مانند غذا ، دارو ، لوازم آرایشی ، منسوجات ، کاغذ و حفاری روغن مورد استفاده قرار می گیرد. با اصلاح شیمیایی سلولز بدست می آید. خصوصیات ساختاری آن این است که برخی از گروه های هیدروکسیل در مولکول های سلولز توسط گروه های کربوکسی متیل (ch2cooh) جایگزین می شوند و با یون های سدیم ترکیب می شوند تا نمک های سدیم محلول در آب تشکیل شود.

1 ساختار و خواص شیمیایی

فرمول شیمیایی سدیم کربوکسی متیل سلولز (C6H7O2 (OH) 2CH2COONA) N است که دارای حلالیت و جذب آب خاصی است. ساختار اساسی آن یک ساختار خطی است که از مولکول های مونومر سلولز- گلوکز تشکیل شده است. پس از اصلاح شیمیایی ، برخی یا تمام گروه های هیدروکسیل در مولکول های سلولز توسط گروه های کربوکسی متیل جایگزین می شوند تا مولکول های محلول در آب با بار منفی تشکیل شوند. به طور خاص ، زنجیره مولکولی سدیم کربوکسی متیل سلولز حاوی تعداد زیادی از گروه های کربوکسی متیل (ch2cooh) است که می تواند با مولکول های آب در تعامل باشد و خصوصیات و ویسکوزیته خوبی به آن می بخشد.

CMC ویژگی های اساسی زیر را دارد:

حلالیت آب: سدیم کربوکسی متیل سلولز می تواند به سرعت در آب حل شود تا یک محلول کلوئیدی یکنواخت تشکیل شود.

ویسکوزیته: محلول آبی CMC ویسکوزیته بالایی دارد و ویسکوزیته مربوط به وزن مولکولی و غلظت محلول آن است.

پایداری: CMC از پایداری خوبی نسبت به اسید ، قلیایی و درجه حرارت بالا برخوردار است ، اما در یک محیط اسید یا قلیایی قوی ، پایداری CMC کاهش می یابد.

قابلیت تنظیم: با تنظیم وزن مولکولی و درجه تعویض CMC ، خواص فیزیکی و شیمیایی آن دقیقاً قابل کنترل است.

2. روش آماده سازی

سدیم کربوکسی متیل سلولز معمولاً با واکنش سلولز و کلروستات سدیم در یک محیط قلیایی تهیه می شود. مراحل خاص به شرح زیر است:

پیش درمانی سلولز: اول ، سلولز (مانند فیبر پنبه) برای از بین بردن ناخالصی ها شسته می شود.

واکنش قلیایی: سلولز تحت درمان با محلول هیدروکسید سدیم برای جدا کردن قسمت هیدروکسیل در مولکول سلولز واکنش نشان می دهد تا یک نمک سدیم سلولز فعال تشکیل شود.

واکنش جایگزینی: در شرایط قلیایی ، کلروستات سدیم اضافه می شود و کلرواستات سدیم با سلولز سدیم واکنش نشان می دهد ، به طوری که گروه های هیدروکسیل در مولکولهای سلولز توسط گروه های کربوکسی متیل جایگزین می شوند.
شستشو و خشک کردن: پس از اتمام واکنش ، محصول برای از بین بردن ناخالصی ها با آب شسته می شود و در نهایت خالص سدیم کربوکسی متیل سلولز به دست می آید.

3. زمینه های برنامه

با توجه به حلالیت خوب آب ، ضخیم شدن و پایداری ، سلولز کربوکسی متیل سدیم به طور گسترده در مزارع زیر مورد استفاده قرار می گیرد:

صنایع غذایی: به عنوان یک ضخیم کننده ، تثبیت کننده ، امولسیفایر ، ماده ژل و غیره. معمولاً در غذاهایی مانند بستنی ، ژله ، چاشنی ، سوپ فوری و غیره یافت می شود. عملکرد اصلی آن بهبود طعم غذا ، افزایش ماندگاری و افزایش قوام است.

صنعت داروسازی: به عنوان یک اتصال دهنده ، عامل پایدار ، عامل تعلیق و ضخیم کننده مواد مخدر ، در قرص ها ، کپسول ها ، مایعات دهان ، پمادهای موضعی و سایر آماده سازی استفاده می شود. علاوه بر این ، CMC همچنین به عنوان یک ماده هموستاتیک برای جراحی و مواد دندانپزشکی استفاده می شود.

صنعت زیبایی: در تولید لوسیون ، کرم ، شامپو ، خمیردندان و سایر محصولات به عنوان ضخیم کننده و تثبیت کننده استفاده می شود. این می تواند ویسکوزیته محصول را تنظیم کرده و تجربه کاربر را تقویت کند.

صنعت papermaking: به عنوان یک عامل تصفیه سطح برای کاغذ ، CMC می تواند قدرت ، مقاومت در برابر آب و قابلیت چاپ کاغذ را بهبود بخشد و گرد و غبار را روی سطح کاغذ کاهش دهد.

حفاری روغن: در حین حفاری روغن ، از CMC در حفاری مایعات برای ضخیم شدن و تثبیت مایعات حفاری استفاده می شود ، به جدا کردن قلمه های سنگی در اطراف بیت مته کمک می کند و دیواره چاه را تثبیت می کند.

صنعت نساجی: CMC به عنوان یک پراکندگی رنگ و افزودنی خمیر چاپ ، می تواند یکنواختی رنگ آمیزی و کیفیت منسوجات را بهبود بخشد.

4. ایمنی و تأثیرات زیست محیطی

سدیم کربوکسی متیل سلولز به طور کلی بی خطر تلقی می شود و استفاده از آن در مواد غذایی و پزشکی توسط مواد افزودنی بین المللی مواد غذایی Codex و مقررات مربوط به بسیاری از کشورها تأیید شده است. این ماده برای بدن انسان غیر سمی است و تأثیر قابل توجهی در محیط زیست محیطی نخواهد داشت ، بنابراین به طور گسترده ای مورد استفاده قرار می گیرد.

با این حال ، اگرچه CMC خود سازگار با محیط زیست است ، اما روند تولید آن ممکن است شامل استفاده از برخی معرفهای شیمیایی و مشکلات تصفیه فاضلاب باشد. بنابراین ، برای کاهش انتشار مواد مضر ، لازم است به اقدامات حفاظت از محیط زیست در طی فرآیند تولید توجه کنیم.

سدیم کربوکسی متیل سلولز یک ماده پلیمری به طور گسترده و چند منظوره است. خاصیت ضخیم کننده ، تثبیت کننده و ژل آن ، آن را برای بسیاری از صنایع مهم می کند. از مواد غذایی ، پزشکی گرفته تا صنعت ، CMC نقش مهمی ایفا می کند. با پیشرفت مستمر فناوری در آینده ، ممکن است زمینه کاربرد CMC بیشتر گسترش یابد.