Karboksimetilceluloza (CMC) je funkcionalni aditiv koji se široko koristi u raznim industrijama kao što su hrana, farmaceutska industrija, proizvodnja papira, tekstil i rudarstvo.Dobiva se iz prirodne celuloze, kojom obiluju biljke i drugi biološki materijali.CMC je polimer topiv u vodi s jedinstvenim svojstvima uključujući viskoznost, hidrataciju, adheziju i adheziju.
CMC karakteristike
CMC je derivat celuloze koji je kemijski modificiran uvođenjem karboksimetilnih skupina u svoju strukturu.Ova modifikacija povećava topljivost i hidrofilnost celuloze, čime se poboljšava funkcionalnost.Svojstva CMC-a ovise o njegovom stupnju supstitucije (DS) i molekularnoj težini (MW).DS se definira kao prosječan broj karboksimetilnih skupina po jedinici glukoze u celuloznoj okosnici, dok MW odražava veličinu i distribuciju polimernih lanaca.
Jedno od ključnih svojstava CMC-a je njegova topljivost u vodi.CMC je lako topljiv u vodi, stvarajući viskoznu otopinu s pseudoplastičnim svojstvima.Ovo reološko ponašanje rezultat je međumolekularnih interakcija između CMC molekula, što rezultira smanjenjem viskoznosti pod smičnim naprezanjem.Pseudoplastična priroda CMC otopina čini ih prikladnima za razne primjene kao što su zgušnjivači, stabilizatori i sredstva za suspendiranje.
Druga važna karakteristika CMC-a je njegova sposobnost stvaranja filma.CMC rješenja mogu se lijevati u filmove s izvrsnim mehaničkim svojstvima, prozirnošću i fleksibilnošću.Ovi se filmovi mogu koristiti kao premazi, laminati i materijali za pakiranje.
Osim toga, CMC ima dobra svojstva vezivanja i lijepljenja.Stvara jaku vezu s različitim površinama, uključujući drvo, metal, plastiku i tkaninu.Ovo svojstvo dovelo je do upotrebe CMC-a u proizvodnji premaza, ljepila i tinti.
CMC viskoznost
Viskoznost CMC otopina ovisi o nekoliko čimbenika kao što su koncentracija, DS, MW, temperatura i pH.Općenito, CMC otopine pokazuju veću viskoznost pri višim koncentracijama, DS i MW.Viskoznost također raste s padom temperature i pH.
Viskoznost CMC otopina kontrolira se interakcijom između polimernih lanaca i molekula otapala u otopini.CMC molekule stupaju u interakciju s molekulama vode preko vodikovih veza, tvoreći hidratacijsku ljusku oko polimernih lanaca.Ova hidratacijska ljuska smanjuje pokretljivost polimernih lanaca, čime se povećava viskoznost otopine.
Reološko ponašanje CMC otopina karakteriziraju krivulje protoka koje opisuju odnos između smičnih naprezanja i smične brzine otopine.CMC otopine pokazuju ne-Newtonovsko ponašanje protoka, što znači da se njihova viskoznost mijenja s brzinom smicanja.Pri niskim brzinama smicanja viskoznost CMC otopina je viša, dok pri visokim brzinama smicanja viskoznost opada.Ovakvo ponašanje stanjivanja pri smicanju posljedica je poravnavanja i istezanja polimernih lanaca pod naprezanjem smicanja, što rezultira smanjenjem međumolekularnih sila između lanaca i smanjenjem viskoznosti.
Primjena CMC-a
CMC se široko koristi u različitim područjima zbog svojih jedinstvenih svojstava i reološkog ponašanja.U prehrambenoj industriji CMC se koristi kao zgušnjivač, stabilizator, emulgator i poboljšivač teksture.Dodaje se u hranu poput sladoleda, pića, umaka i peciva kako bi se poboljšala njihova tekstura, konzistencija i rok trajanja.CMC također sprječava stvaranje kristala leda u smrznutoj hrani, što rezultira glatkim, kremastim proizvodom.
U farmaceutskoj industriji, CMC se koristi kao vezivo, dezintegrator i sredstvo za kontrolirano otpuštanje u formulacijama tableta.Poboljšajte kompresibilnost i fluidnost praha i osigurajte ujednačenost i stabilnost tableta.Zbog svojih mukoadhezivnih i bioadhezivnih svojstava, CMC se također koristi kao pomoćna tvar u oftalmološkim, nazalnim i oralnim pripravcima.
U papirnoj industriji, CMC se koristi kao mokri aditiv, vezivo za premazivanje i sredstvo za prešanje za kalibriranje.Poboljšava zadržavanje pulpe i drenažu, povećava čvrstoću i gustoću papira i daje glatku i sjajnu površinu.CMC također djeluje kao barijera za vodu i ulje, sprječavajući prodor tinte ili drugih tekućina u papir.
U tekstilnoj industriji, CMC se koristi kao sredstvo za dimenzioniranje, zgušnjivač za tiskanje i pomoćno sredstvo za bojenje.Poboljšava prianjanje vlakana, pojačava penetraciju i fiksaciju boje te smanjuje trenje i bore.CMC također daje mekoću i krutost tkanini, ovisno o DS i MW polimera.
U rudarskoj industriji, CMC se koristi kao flokulant, inhibitor i modifikator reologije u obradi minerala.Poboljšava taloženje i filtraciju krutih tvari, smanjuje odvajanje od kamenog ugljena i kontrolira viskoznost i stabilnost suspenzije.CMC također smanjuje utjecaj procesa rudarenja na okoliš minimiziranjem upotrebe otrovnih kemikalija i vode.
u zaključku
CMC je svestran i vrijedan aditiv koji pokazuje jedinstvena svojstva i viskoznost zbog svoje kemijske strukture i interakcije s vodom.Njegova topljivost, sposobnost stvaranja filma, svojstva vezanja i prianjanja čine ga prikladnim za različite primjene u prehrambenom, farmaceutskom, papirnom, tekstilnom i rudarskom sektoru.Viskoznost CMC otopina može se kontrolirati s nekoliko čimbenika, kao što su koncentracija, DS, MW, temperatura i pH, a može se okarakterizirati svojim pseudoplastičnim ponašanjem i ponašanjem pri smicanju.CMC pozitivno utječe na kvalitetu, učinkovitost i održivost proizvoda i procesa, što ga čini bitnim dijelom moderne industrije.
Vrijeme objave: 25. rujna 2023