Karboksimetilceluloze (CMC) ir funkcionāla piedeva, ko plaši izmanto dažādās nozarēs, piemēram, pārtikā, farmācijā, papīra ražošanā, tekstilrūpniecībā un kalnrūpniecībā. To iegūst no dabiskās celulozes, kas ir daudz augos un citos bioloģiskos materiālos. CMC ir ūdenī šķīstošs polimērs ar unikālām īpašībām, tostarp viskozitāti, hidratāciju, adhēziju un adhēziju.
CMC īpašības
CMC ir celulozes atvasinājums, kas ir ķīmiski modificēts, tā struktūrā ieviešot karboksimetilgrupas. Šī modifikācija uzlabo celulozes šķīdību un hidrofilitāti, tādējādi uzlabojot funkcionalitāti. CMC īpašības ir atkarīgas no tā aizvietošanas pakāpes (DS) un molekulmasas (MW). DS tiek definēts kā vidējais karboksimetilgrupu skaits vienā glikozes vienībā celulozes mugurkaulā, savukārt MW atspoguļo polimēru ķēžu izmēru un sadalījumu.
Viena no galvenajām CMC īpašībām ir tā šķīdība ūdenī. CMC viegli šķīst ūdenī, veidojot viskozu šķīdumu ar pseidoplastiskām īpašībām. Šī reoloģiskā uzvedība izriet no starpmolekulārām mijiedarbībām starp CMC molekulām, kā rezultātā samazinās viskozitāte bīdes sprieguma apstākļos. CMC šķīdumu pseidoplastiskais raksturs padara tos piemērotus dažādiem lietojumiem, piemēram, biezinātājiem, stabilizatoriem un suspendējošiem līdzekļiem.
Vēl viena svarīga CMC īpašība ir tā plēves veidošanas spēja. CMC risinājumus var ieliet plēvēs ar izcilām mehāniskām īpašībām, caurspīdīgumu un elastību. Šīs plēves var izmantot kā pārklājumus, laminātus un iepakojuma materiālus.
Turklāt CMC ir labas saķeres un līmēšanas īpašības. Tas veido spēcīgu saikni ar dažādām virsmām, ieskaitot koku, metālu, plastmasu un audumu. Šī īpašība ir novedusi pie CMC izmantošanas pārklājumu, līmvielu un tintes ražošanā.
CMC viskozitāte
CMC šķīdumu viskozitāte ir atkarīga no vairākiem faktoriem, piemēram, koncentrācijas, DS, MW, temperatūras un pH. Parasti CMC šķīdumiem ir augstāka viskozitāte pie augstākām koncentrācijām, DS un MW. Viskozitāte palielinās arī, pazeminoties temperatūrai un pH.
CMC šķīdumu viskozitāti kontrolē mijiedarbība starp polimēru ķēdēm un šķīdinātāja molekulām šķīdumā. CMC molekulas mijiedarbojas ar ūdens molekulām, izmantojot ūdeņraža saites, veidojot hidratācijas apvalku ap polimēru ķēdēm. Šis hidratācijas apvalks samazina polimēru ķēžu mobilitāti, tādējādi palielinot šķīduma viskozitāti.
CMC šķīdumu reoloģisko uzvedību raksturo plūsmas līknes, kas raksturo saistību starp bīdes spriegumu un šķīduma bīdes ātrumu. CMC šķīdumiem piemīt ne-Ņūtona plūsmas uzvedība, kas nozīmē, ka to viskozitāte mainās atkarībā no bīdes ātruma. Pie zemiem bīdes ātrumiem CMC šķīdumu viskozitāte ir augstāka, savukārt pie lieliem bīdes ātrumiem viskozitāte samazinās. Šī bīdes retināšanas uzvedība ir saistīta ar polimēru ķēdēm, kas izlīdzinās un stiepjas bīdes sprieguma ietekmē, kā rezultātā samazinās starpmolekulārie spēki starp ķēdēm un samazinās viskozitāte.
CMC pielietojums
CMC tiek plaši izmantots dažādās jomās tā unikālo īpašību un reoloģiskās uzvedības dēļ. Pārtikas rūpniecībā CMC izmanto kā biezinātāju, stabilizatoru, emulgatoru un tekstūras uzlabotāju. To pievieno tādiem pārtikas produktiem kā saldējums, dzērieni, mērces un konditorejas izstrādājumi, lai uzlabotu to tekstūru, konsistenci un glabāšanas laiku. CMC arī novērš ledus kristālu veidošanos sasaldētos pārtikas produktos, tādējādi iegūstot gludu, krēmīgu produktu.
Farmācijas rūpniecībā CMC izmanto kā saistvielu, dezintegrējošu un kontrolētas atbrīvošanas līdzekli tablešu formā. Uzlabojiet pulvera saspiežamību un plūstamību un nodrošiniet tablešu viendabīgumu un stabilitāti. Pateicoties tā mukoadhezīvām un bioadhezīvām īpašībām, CMC tiek izmantots arī kā palīgviela oftalmoloģiskajos, deguna un perorālajos preparātos.
Papīra rūpniecībā CMC izmanto kā mitrā gala piedevu, pārklājuma saistvielu un presēšanas līdzekli. Tas uzlabo celulozes aizturi un drenāžu, palielina papīra izturību un blīvumu, kā arī nodrošina gludu un spīdīgu virsmu. CMC darbojas arī kā ūdens un eļļas barjera, novēršot tintes vai citu šķidrumu iekļūšanu papīrā.
Tekstilrūpniecībā CMC izmanto kā līmēšanas līdzekli, apdrukas biezinātāju un krāsošanas palīglīdzekli. Tas uzlabo šķiedru adhēziju, uzlabo krāsas iespiešanos un fiksāciju, kā arī samazina berzi un grumbas. CMC arī piešķir audumam maigumu un stingrību atkarībā no polimēra DS un MW.
Kalnrūpniecībā CMC izmanto kā flokulantu, inhibitoru un reoloģijas modifikatoru minerālu apstrādē. Tas uzlabo cieto vielu nostādināšanu un filtrēšanu, samazina atdalīšanos no ogļu slāņa un kontrolē suspensijas viskozitāti un stabilitāti. CMC arī samazina ieguves procesa ietekmi uz vidi, samazinot toksisko ķīmisko vielu un ūdens izmantošanu.
noslēgumā
CMC ir daudzpusīga un vērtīga piedeva, kurai piemīt unikālas īpašības un viskozitāte, pateicoties tās ķīmiskajai struktūrai un mijiedarbībai ar ūdeni. Tā šķīdība, plēves veidošanas spēja, saistīšanās un adhēzijas īpašības padara to piemērotu dažādiem lietojumiem pārtikas, farmācijas, papīra, tekstila un kalnrūpniecības nozarēs. CMC šķīdumu viskozitāti var kontrolēt ar vairākiem faktoriem, piemēram, koncentrāciju, DS, MW, temperatūru un pH, un to var raksturot ar tā pseidoplastisko un bīdes retināšanas izturēšanos. CMC pozitīvi ietekmē produktu un procesu kvalitāti, efektivitāti un ilgtspējību, padarot to par būtisku mūsdienu rūpniecības sastāvdaļu.
Izlikšanas laiks: 25. septembris 2023