سدیم کربوکسی متیل سلولز چیست؟

سدیم کربوکسی متیل سلولز (CMC) یک ترکیب همه کاره و به طور گسترده استفاده شده با کاربردهای بی شماری در صنایع مختلف است.

آشنایی با سدیم کربوکسی متیل سلولز (CMC)
سدیم کربوکسی متیل سلولز ، که غالباً به عنوان CMC به اختصار است ، مشتق سلولز ، یکی از فراوان ترین پلیمرهای طبیعی روی زمین است. سلولز ، متشکل از تکراری واحدهای گلوکز مرتبط با پیوندهای گلیکوزیدی β (4 → 4) ، در درجه اول در دیواره های سلولی گیاهان یافت می شود و پشتیبانی ساختاری را ارائه می دهد. این تجدیدپذیر ، زیست تخریب پذیر و غیر سمی است و آن را به یک ماده اولیه جذاب برای کاربردهای مختلف صنعتی تبدیل می کند.

ساختار و خصوصیات
CMC با اصلاح سلولز از طریق یک واکنش شیمیایی سنتز می شود ، جایی که گروه های هیدروکسیل در ستون فقرات سلولز با گروه های کربوکسی متیل (-CH2-COOH) جایگزین می شوند. این تعویض باعث حلالیت آب و بهبود خواص رئولوژیکی به سلولز می شود و آن را برای طیف گسترده ای از برنامه ها مناسب می کند.

میزان تعویض (DS) به میانگین تعداد گروه های کربوکسی متیل در واحد گلوکز در زنجیره سلولز اشاره دارد و بر خواص CMC تأثیر می گذارد. مقادیر بالاتر DS منجر به افزایش حلالیت آب و ویسکوزیته می شود.

CMC به طور معمول به عنوان یک پودر سفید و سفید در دسترس است ، با اندازه ذرات مختلف بسته به کاربرد آن. بی بو ، بی مزه و غیر سمی است و آن را برای استفاده در مواد غذایی و داروهای دارویی ایمن می کند. CMC تحت طیف گسترده ای از شرایط pH پایدار است و خصوصیات عالی برای فیلم سازی را نشان می دهد.

روش تولید
تولید CMC شامل چندین مرحله است:
تهیه سلولز: سلولز به طور معمول از خمیر چوب ، آسترهای پنبه یا سایر الیاف گیاهی تهیه می شود. سلولز خالص شده و به الیاف کوچکتر تقسیم می شود تا واکنش پذیری آن افزایش یابد.

واکنش اتریکاسیون: الیاف سلولز خالص شده با هیدروکسید سدیم (NaOH) برای فعال کردن گروه های هیدروکسیل تحت درمان قرار می گیرند. پس از آن ، اسید مونوکلرواستیک (یا نمک سدیم آن) به مخلوط واکنش اضافه می شود تا گروه های کربوکسی متیل را بر روی ستون فقرات سلولز معرفی کند.

خنثی سازی و شستشو: پس از واکنش اتریکاسیون ، محصول حاصل با یک اسید خنثی می شود تا آن را به شکل نمک سدیم تبدیل کند. سپس CMC برای از بین بردن ناخالصی ها و فرآورده های جانبی شسته می شود.

خشک کردن و فرز: CMC خالص شده برای از بین بردن رطوبت اضافی خشک می شود و برای دستیابی به اندازه ذرات مورد نظر آسیاب می شود.

استفاده و برنامه ها
سدیم کربوکسی متیل سلولز کاربردهای گسترده ای را در صنایع مختلف پیدا می کند:
صنایع غذایی: CMC به طور گسترده ای به عنوان ضخیم کننده ، تثبیت کننده و ماده احتباس رطوبت در محصولات غذایی مانند لبنیات ، کالاهای پخته شده ، سس و پانسمان استفاده می شود. این بافت را بهبود می بخشد ، از هم افزایی جلوگیری می کند و باعث افزایش دهان در فرمولاسیون مواد غذایی می شود.

داروسازی: در صنعت داروسازی ، CMC به عنوان اتصال دهنده در فرمولاسیون قرص ، اصلاح کننده ویسکوزیته در تعلیق و روان کننده در محلول های چشم استفاده می شود. این توزیع داروی یکنواخت و انتشار کنترل شده را تضمین می کند.

محصولات مراقبت شخصی: CMC در محصولات مراقبت شخصی مانند خمیردندان ، شامپو و فرمولاسیون مراقبت از پوست به عنوان یک عامل ضخیم کننده ، امولسیفایر و عامل تشکیل دهنده فیلم گنجانیده شده است.

صنعت مقاله: در Papermaking ، CMC برای بهبود استحکام کاغذ ، خواص سطح و حفظ مواد افزودنی مانند پرکننده ها و رنگها به فرمولاسیون پالپ اضافه می شود. همچنین باعث افزایش زهکشی و کاهش گرد و غبار در هنگام تولید کاغذ می شود.

صنعت نساجی: CMC در فرآیندهای چاپ و رنگ آمیزی نساجی به عنوان ضخیم کننده و چسبنده برای خمیر رنگدانه استفاده می شود. این رسوب رنگ یکنواخت را تسهیل می کند و وضوح الگوهای چاپی را بهبود می بخشد.

صنعت نفت و گاز: CMC در حفاری مایعات به عنوان یک ویسکوزیر و کاهش دهنده کاهش مایعات به کار می رود. این امر به حفظ پایداری گمانه ، مواد جامد معلق و کنترل رئولوژی سیال در حین عملیات حفاری کمک می کند.

صنعت ساخت و ساز: در مصالح ساختمانی مانند ملات ، گروت و محصولات گچ ، CMC به عنوان یک عامل احتباس آب ، بهبود کارآیی و چسبندگی عمل می کند.

مواد شوینده و محصولات تمیز کننده: CMC به عنوان ماده ضخیم و تثبیت کننده به مواد شوینده ، پاک کننده ها و محصولات شسته شده اضافه می شود. این ویسکوزیته فرمولاسیون مایع را تقویت می کند و عملکرد کلی آنها را بهبود می بخشد.

ملاحظات ایمنی
سدیم کربوکسی متیل سلولز به طور کلی به عنوان ایمن (GRA) برای استفاده در مواد غذایی و کاربردهای دارویی توسط آژانس های نظارتی مانند سازمان غذا و داروی ایالات متحده (FDA) و سازمان ایمنی مواد غذایی اروپا (EFSA) در نظر گرفته می شود. با این حال ، اطمینان از رعایت استانداردهای خلوص مشخص و سطح استفاده برای جلوگیری از عوارض جانبی ضروری است.

در حالی که CMC غیر سمی در نظر گرفته می شود ، استنشاق بیش از حد یا مصرف ذرات گرد و غبار ممکن است باعث تحریک دستگاه تنفسی و دستگاه گوارش شود. تجهیزات مناسب و تجهیزات محافظ شخصی (PPE) باید در طی فرآیندهای تولید و کنترل استفاده شود.

تأثیرات زیست محیطی
CMC از منابع تجدید پذیر ، در درجه اول سلولز مبتنی بر گیاه بدست می آید و آن را ذاتاً زیست تخریب پذیر می کند. این بیماری توسط سلولزها تخریب آنزیمی می شود و در نهایت به دی اکسید کربن ، آب و زیست توده فرو می رود.

با این حال ، فرآیند تولید CMC شامل واکنشهای شیمیایی و مراحل فشرده انرژی است که ممکن است به تأثیرات محیطی مانند مصرف انرژی ، انتشار گازهای گلخانه ای و تولید فاضلاب کمک کند. تلاش برای بهینه سازی فرآیندهای تولید ، افزایش راندمان انرژی و به حداقل رساندن زباله می تواند این نگرانی های زیست محیطی را کاهش دهد.

سدیم کربوکسی متیل سلولز (CMC) یک ترکیب همه کاره با کاربردهای متنوع در بین مواد غذایی ، دارویی ، نساجی ، کاغذ و سایر صنایع است. خواص منحصر به فرد آن به عنوان یک پلیمر محلول در آب ، آن را در فرمولاسیون های مختلف ضروری می کند ، جایی که به عنوان یک ضخیم کننده ، تثبیت کننده ، اتصال دهنده و اصلاح کننده ویسکوزیته خدمت می کند.