خصائص كاربوكسيميثيل السليلوز

كاربوكسي ميثيل السليلوز (CMC)هو إيثر السليلوز القابل للذوبان في الماء على نطاق واسع ، وهو مصنوع من السليلوز الطبيعي من خلال التفاعلات الكيميائية مثل التحلل والإيثر. بسبب سماكة جيدة ، احتباس الماء ، استقرار الاستحلاب والتوافق الحيوي ، يستخدم CMC على نطاق واسع في الغذاء والدواء والبترول والسيراميك وصناعة الورق والمواد الكيميائية اليومية وغيرها من المجالات.

1. التركيب الكيميائي والتصنيف

كاربوكسي ميثيل السليلوز هو بوليمر خطي أنيوني ، وحدته الهيكلية الأساسية هي الجلوكوز ، والسلسلة الرئيسية السليلوز المتصلة بواسطة روابط بيتا-1 ، 4 جليكوسيدية ، وهي جزء من مجموعات الهيدروكسيل (-أوه) استعيض عنها بكربوكسي ميثيل (-chcooh). يتم التعبير عن درجة استبدال كارميثيل على أنها "درجة الإبدال (DS)" ، والتي تتراوح عادة ما بين Boxbox إلى. كلما ارتفعت DS ، كلما كانت قابلية الذوبان وأداء CMC أفضل.

يمكن تقسيم CMC إلى الأنواع التالية وفقًا لدرجة الإبدال والنقاء ودرجة ملح الصوديوم:

CMC درجة صناعية

CMC درجة نقية

CMC عالي النقاء (مثل الغذاء أو الدواء)

في التطبيقات التجارية ، يستخدم شكل ملح الصوديوم ، كاربوكسي ميثيل السليلوز الصوديوم (CMC-Na) ، بشكل شائع لأنه أكثر استقرارًا وأكثر قابلية للذوبان في الماء.

2-الخصائص الفيزيائية والكيميائية

أو. المظهر

CMC هو عادة مسحوق أبيض أو أصفر فاتح أو حبيبات ، عديم الرائحة ولا طعم له. إنه استرطابي ويمتص الماء بسهولة والتكتلات في الهواء.

أو. الذوبان

CMC هو بوليمر نموذجي قابل للذوبان في الماء يمكن تشتيته بسرعة في الماء البارد لتشكيل محلول غروي شفاف أو عكر قليلاً. وهو غير قابل للذوبان في المذيبات العضوية مثل الإيثانول والأثير ، ولكن يمكن أن يشكل راسب بمذيب مختلط بالماء والكحول. تتأثر قابلية الذوبان بعوامل مثل الوزن الجزيئي ودرجة الإبدال ودرجة الحموضة.

أو. استقرار درجة الحموضة

يتمتع CMC باستقرار جيد في نطاق pH من 4 إلى 10. في ظل الظروف القلوية المحايدة أو الضعيفة ، يكون الأداء ثابتًا. إذا كان في بيئة حمضية قوية أو قلوية قوية ، فمن السهل أن يتحلل ويتحلل ، مما يؤدي إلى انخفاض في اللزوجة.

أو. ثبات حراري

المسحوق الجاف للسم CMC مستقر نسبيًا عند درجة حرارة الغرفة ، وسيبدأ في التحلل عند تسخينه إلى درجة حرارة تزيد عن 50 درجة مئوية. في محلول مائي ، يمكن أن يظل ثابتًا عند تسخينه إلى حوالي 70 درجة مئوية ، وستنخفض اللزوجة تدريجيًا فوق درجة الحرارة هذه.

3. السلوك الريولوجي

CMC هو سائل pseudoplastic نموذجي (نوع تخفيف القص). وهذا هو: اللزوجة عالية في معدلات القص المنخفضة ، وتقل اللزوجة مع زيادة معدل القص. هذه الخاصية الريولوجية مهمة جدا لمنتجات مثل الطلاء ومعاجين الأسنان والمنظفات ، وتساعد على تحسين استقرار التخزين وخصائص البناء.

كما يظهر CMC انسيابية معينة ، أي أن اللزوجة تقل بعد التقليب ، وتتعافى جزئيًا بعد الوقوف ، وهو أمر مفيد جدًا في الحالات التي تتطلب "تدفق البناء والاستخدام المستقر".

4. خصائص تشكيل واستحلاب الفيلم

CMC لديها خاصية تشكيل فيلم معينة ويمكن أن تشكل فيلم موحد ومرن. غالبًا ما يستخدم في الطلاء ، لصق الورق ، الطلاء الغذائي ، إلخ. بالإضافة إلى ذلك ، تمنحها خواصها الأيونية تأثيرًا معينًا لاستحلاب وتشتت ، والذي يمكنه تثبيت خليط الزيت والماء ومنع فصل الطور.

5. احتباس الماء والحماية الغروانية

يمكن لنظام CMC تحسين أداء الاحتفاظ بالمياه بشكل كبير في النظام ، خاصة في بناء الملاط ، ولاصق البلاط ، وتجهيز الأغذية ، والتي يمكن أن تمنع بشكل فعال فقدان المياه وتحسن أداء البناء أو التذوق. قدرة الحماية الغروانية لها هي أيضا قوية ، والتي يمكن أن تستقر في التعليق ومنع التلبد الجسيمي وهطول الأمطار.

6. التوافق الحيوي والسلامة

CMC مشتق من السليلوز الطبيعي ، ويتميز بالتوافق الحيوي الجيد وقابلية التحلل الحيوي ، وسمية منخفضة ، ويستخدم على نطاق واسع في الطب والغذاء. على سبيل المثال ، يتم استخدامه كلاصق لوحي ومواد إطلاق مستمرة في الأدوية ؛ كمثخن ، مثبت ، مرطب ، إلخ في الطعام.

7. التوافق مع مواد أخرى

CMC لديه توافق جيد في مجموعة متنوعة من الأنظمة ، لكنه قد يتفاعل ويترسب عند مزجه مع البوليمرات الموجبة أو الشوارد القوية. بالإضافة إلى ذلك ، قد تتسبب أيونات معدنية عالية الشمعدانات (مثل feقفص ، cm24) في ترسيب cc ، ويجب اختيار النوع والتركيز المناسبين وفقًا لسيناريو الاستخدام.

8. العوامل التي تؤثر على أداء CMC

درجة الإبدال (DS): تؤثر على قابلية الذوبان واللزوجة واستقرار المحلول.

الوزن الجزيئي: يحدد أداء اللزوجة مباشرة. كلما زاد الوزن الجزيئي ، زادت اللزوجة.

نقاء ومحتوى الصوديوم: يؤثر على شفافية المحلول وإمكانية تطبيقه للأغراض الغذائية والطبية.

تركيز المحلول: كلما زاد التركيز ، زادت اللزوجة ، حتى يتم تشكيل حالة هلام.

كاربوكسي ميثيل السليلوز (CMC) هو مادة بوليمر قابلة للذوبان في الماءمع أداء ممتاز وتطبيق واسع. إنه يدمج وظائف متعددة مثل السماكة ، واحتباس الماء ، والتشتت ، والاستحلاب ، وتشكيل الغشاء ، والترابط. مشتق بشكل طبيعي ، قابل للتحلل ، وليس له آثار جانبية سامة. لديها قيمة تطبيق عالية للغاية في مجالات الغذاء والدواء والمواد الكيميائية اليومية. في المستقبل ، مع زيادة الطلب على المواد الخضراء والصديقة للبيئة ، من المتوقع أن تلعب CMC دورًا في المزيد من المجالات الناشئة.