Карбоксиметилцелулозата (CMC) е функционална добавка, широко използвана в различни индустрии като хранителна, фармацевтична, хартия, текстил и минно дело.Извлича се от естествена целулоза, която е изобилна в растенията и други биологични материали.CMC е водоразтворим полимер с уникални свойства, включително вискозитет, хидратация, адхезия и адхезия.
Характеристики на CMC
CMC е целулозно производно, което е химически модифицирано чрез въвеждане на карбоксиметилови групи в неговата структура.Тази модификация подобрява разтворимостта и хидрофилността на целулозата, като по този начин подобрява функционалността.Свойствата на CMC зависят от неговата степен на заместване (DS) и молекулно тегло (MW).DS се определя като среден брой карбоксиметилови групи на глюкозна единица в целулозния скелет, докато MW отразява размера и разпределението на полимерните вериги.
Едно от ключовите свойства на CMC е неговата разтворимост във вода.CMC е лесно разтворим във вода, образувайки вискозен разтвор с псевдопластични свойства.Това реологично поведение е резултат от междумолекулни взаимодействия между CMC молекули, което води до намаляване на вискозитета при напрежение на срязване.Псевдопластичният характер на CMC разтворите ги прави подходящи за различни приложения като сгъстители, стабилизатори и суспендиращи агенти.
Друга важна характеристика на CMC е способността му да образува филм.CMC разтворите могат да бъдат отлети във филми с отлични механични свойства, прозрачност и гъвкавост.Тези филми могат да се използват като покрития, ламинати и опаковъчни материали.
В допълнение, CMC има добри свойства на свързване и свързване.Той образува силна връзка с различни повърхности, включително дърво, метал, пластмаса и плат.Това свойство е довело до използването на CMC в производството на покрития, лепила и мастила.
CMC вискозитет
Вискозитетът на CMC разтворите зависи от няколко фактора като концентрация, DS, MW, температура и pH.Като цяло CMC разтворите показват по-висок вискозитет при по-високи концентрации, DS и MW.Вискозитетът също се увеличава с намаляване на температурата и pH.
Вискозитетът на CMC разтворите се контролира от взаимодействието между полимерните вериги и молекулите на разтворителя в разтвора.CMC молекулите взаимодействат с водните молекули чрез водородни връзки, образувайки хидратираща обвивка около полимерните вериги.Тази хидратираща обвивка намалява мобилността на полимерните вериги, като по този начин повишава вискозитета на разтвора.
Реологичното поведение на CMC разтворите се характеризира с криви на потока, които описват връзката между напрежението на срязване и скоростта на срязване на разтвора.CMC разтворите показват ненютоново поведение на потока, което означава, че техният вискозитет се променя със скоростта на срязване.При ниски скорости на срязване вискозитетът на CMC разтворите е по-висок, докато при високи скорости на срязване вискозитетът намалява.Това поведение на изтъняване при срязване се дължи на подравняването и разтягането на полимерните вериги при напрежение на срязване, което води до намалени междумолекулни сили между веригите и намаляване на вискозитета.
Приложение на CMC
CMC се използва широко в различни области поради своите уникални свойства и реологично поведение.В хранително-вкусовата промишленост CMC се използва като сгъстител, стабилизатор, емулгатор и подобрител на текстурата.Добавя се към храни като сладолед, напитки, сосове и печива, за да подобри тяхната текстура, консистенция и срок на годност.CMC също предотвратява образуването на ледени кристали в замразени храни, което води до гладък, кремообразен продукт.
Във фармацевтичната индустрия CMC се използва като свързващо вещество, дезинтегрант и агент с контролирано освобождаване в таблетни формулировки.Подобрете компресивността и течливостта на праха и осигурете еднородност и стабилност на таблетките.Поради своите мукоадхезивни и биоадхезивни свойства, CMC се използва и като ексципиент в офталмологични, назални и орални формулировки.
В хартиената промишленост CMC се използва като добавка за мокър край, свързващо вещество за покритие и оразмеряващ пресов агент.Подобрява задържането на целулозата и дренажа, увеличава здравината и плътността на хартията и осигурява гладка и лъскава повърхност.CMC също така действа като водна и маслена бариера, предотвратявайки проникването на мастило или други течности в хартията.
В текстилната промишленост CMC се използва като оразмеряващ агент, сгъстител за печат и помощно средство за боядисване.Подобрява адхезията на влакната, подобрява проникването и фиксацията на цвета и намалява триенето и бръчките.CMC също така придава мекота и твърдост на тъканта, в зависимост от DS и MW на полимера.
В минната промишленост CMC се използва като флокулант, инхибитор и модификатор на реологията при обработката на минерали.Подобрява утаяването и филтрирането на твърдите частици, минимизира отделянето от въглищната пуста и контролира вискозитета и стабилността на суспензията.CMC също така намалява въздействието върху околната среда от минния процес чрез минимизиране на използването на токсични химикали и вода.
в заключение
CMC е универсална и ценна добавка, която проявява уникални свойства и вискозитет поради своята химическа структура и взаимодействие с водата.Неговата разтворимост, филмообразуваща способност, свързващи и адхезионни свойства го правят подходящ за различни приложения в хранителния, фармацевтичния, хартиения, текстилния и минния сектор.Вискозитетът на разтворите на CMC може да се контролира от няколко фактора, като концентрация, DS, MW, температура и pH, и може да се характеризира с неговото псевдопластично поведение и поведение при срязване.CMC има положително въздействие върху качеството, ефективността и устойчивостта на продуктите и процесите, което го прави съществена част от съвременната индустрия.
Време на публикуване: 25 септември 2023 г