Karboksimetilceluloza (CMC) je funkcionalni aditiv koji se široko koristi u raznim industrijama kao što su prehrambena, farmaceutska, papirna, tekstilna i rudarska. Dobiva se od prirodne celuloze, koja je u izobilju u biljkama i drugim biološkim materijalima. CMC je polimer rastvorljiv u vodi sa jedinstvenim svojstvima uključujući viskozitet, hidrataciju, adheziju i adheziju.
CMC karakteristike
CMC je derivat celuloze koji je hemijski modifikovan uvođenjem karboksimetil grupa u njegovu strukturu. Ova modifikacija poboljšava rastvorljivost i hidrofilnost celuloze, čime se poboljšava funkcionalnost. Svojstva CMC-a zavise od njegovog stepena supstitucije (DS) i molekulske težine (MW). DS je definiran kao prosječan broj karboksimetil grupa po jedinici glukoze u celuloznoj kičmi, dok MW odražava veličinu i distribuciju polimernih lanaca.
Jedno od ključnih svojstava CMC-a je njegova rastvorljivost u vodi. CMC je lako rastvorljiv u vodi, formirajući viskoznu otopinu sa pseudoplastičnim svojstvima. Ovo reološko ponašanje je rezultat intermolekularnih interakcija između CMC molekula, što rezultira smanjenjem viskoziteta pod smičnim naprezanjem. Pseudoplastična priroda CMC otopina čini ih pogodnim za razne primjene kao što su zgušnjivači, stabilizatori i sredstva za suspenziju.
Još jedna važna karakteristika CMC-a je njegova sposobnost stvaranja filma. CMC rješenja mogu se lijevati u filmove s odličnim mehaničkim svojstvima, transparentnošću i fleksibilnošću. Ove folije se mogu koristiti kao premazi, laminati i materijali za pakovanje.
Osim toga, CMC ima dobra svojstva vezivanja i vezivanja. Formira jaku vezu sa različitim površinama, uključujući drvo, metal, plastiku i tkaninu. Ovo svojstvo je dovelo do upotrebe CMC-a u proizvodnji premaza, ljepila i boja.
CMC viskozitet
Viskoznost CMC rastvora zavisi od nekoliko faktora kao što su koncentracija, DS, MW, temperatura i pH. Općenito, CMC otopine pokazuju veće viskoznosti pri višim koncentracijama, DS i MW. Viskoznost se takođe povećava sa smanjenjem temperature i pH.
Viskoznost CMC rastvora se kontroliše interakcijom između polimernih lanaca i molekula rastvarača u rastvoru. CMC molekule stupaju u interakciju s molekulima vode kroz vodikove veze, formirajući hidratantnu ljusku oko polimernih lanaca. Ova hidratantna ljuska smanjuje pokretljivost polimernih lanaca, čime se povećava viskozitet otopine.
Reološko ponašanje CMC otopina karakteriziraju krivulje protoka koje opisuju odnos između posmičnog naprezanja i brzine smicanja otopine. CMC rješenja pokazuju ne-njutnovsko ponašanje tečenja, što znači da se njihov viskozitet mijenja sa brzinom smicanja. Pri malim brzinama smicanja viskoznost CMC otopina je veća, dok pri visokim brzinama smicanja viskoznost opada. Ovakvo ponašanje posmičnog stanjivanja je posljedica poravnanja i rastezanja polimernih lanaca pod posmičnim naprezanjem, što rezultira smanjenim međumolekularnim silama između lanaca i smanjenjem viskoznosti.
Primjena CMC-a
CMC se široko koristi u različitim oblastima zbog svojih jedinstvenih svojstava i reološkog ponašanja. U prehrambenoj industriji CMC se koristi kao zgušnjivač, stabilizator, emulgator i poboljšivač teksture. Dodaje se hrani kao što su sladoled, pića, umaci i pekarski proizvodi kako bi se poboljšala njihova tekstura, konzistencija i rok trajanja. CMC takođe sprečava stvaranje kristala leda u smrznutoj hrani, što rezultira glatkim, kremastim proizvodom.
U farmaceutskoj industriji, CMC se koristi kao vezivo, dezintegrant i sredstvo za kontrolirano oslobađanje 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 ekscipijens u oftalmološkim, nazalnim i oralnim formulacijama.
U industriji papira, CMC se koristi kao aditiv za vlažne krajeve, vezivo za premazivanje i sredstvo za presovanje. Poboljšava zadržavanje i drenažu pulpe, povećava čvrstoću i gustinu papira i pruža glatku i sjajnu površinu. CMC takođe deluje kao barijera za vodu i ulje, sprečavajući prodiranje mastila ili drugih tečnosti u papir.
U tekstilnoj industriji, CMC se koristi kao sredstvo za dimenzioniranje, zgušnjivač za štampu i pomoćno sredstvo za bojenje. Poboljšava prianjanje vlakana, poboljšava penetraciju i fiksaciju boje i smanjuje trenje i bore. CMC takođe daje mekoću i krutost tkanini, u zavisnosti od DS i MW polimera.
U rudarskoj industriji, CMC se koristi kao flokulant, inhibitor i modifikator reologije u preradi minerala. Poboljšava taloženje i filtraciju čvrstih materija, minimizira odvajanje od kamenog uglja i kontroliše viskozitet i stabilnost suspenzije. CMC takođe smanjuje uticaj na životnu sredinu procesa rudarenja minimiziranjem upotrebe toksičnih hemikalija i vode.
u zaključku
CMC je svestran i vrijedan aditiv koji pokazuje jedinstvena svojstva i viskozitet zbog svoje kemijske strukture i interakcije s vodom. Njegova topljivost, sposobnost stvaranja filma, svojstva vezivanja i adhezije čine ga pogodnim za različite primjene u prehrambenom, farmaceutskom, papirnom, tekstilnom i rudarskom sektoru. Viskoznost CMC otopina može se kontrolirati s nekoliko faktora, kao što su koncentracija, DS, MW, temperatura i pH, a može se okarakterizirati njegovim pseudoplastičnim ponašanjem i ponašanjem pri smicanju. CMC ima pozitivan utjecaj na kvalitetu, efikasnost i održivost proizvoda i procesa, čineći ga bitnim dijelom moderne industrije.
Vrijeme objave: Sep-25-2023