Карбоксиметилцелюлоза (КМЦ) є функціональною добавкою, яка широко використовується в різних галузях промисловості, таких як харчова, фармацевтична, паперова, текстильна та гірничодобувна.Його отримують із натуральної целюлози, якої багато в рослинах та інших біологічних матеріалах.CMC - це водорозчинний полімер з унікальними властивостями, включаючи в'язкість, гідратацію, адгезію та адгезію.
Характеристики КМЦ
КМЦ — похідне целюлози, хімічно модифіковане шляхом введення в його структуру карбоксиметильних груп.Ця модифікація підвищує розчинність і гідрофільність целюлози, тим самим покращуючи функціональність.Властивості CMC залежать від її ступеня заміщення (DS) і молекулярної маси (MW).DS визначається як середня кількість карбоксиметильних груп на одиницю глюкози в целюлозному скелі, тоді як MW відображає розмір і розподіл полімерних ланцюгів.
Однією з ключових властивостей CMC є її розчинність у воді.КМЦ легко розчиняється у воді, утворюючи в’язкий розчин із псевдопластичними властивостями.Така реологічна поведінка є результатом міжмолекулярних взаємодій між молекулами КМЦ, що призводить до зниження в’язкості під напругою зсуву.Псевдопластична природа розчинів CMC робить їх придатними для різноманітних застосувань, таких як загусники, стабілізатори та суспендуючі агенти.
Іншою важливою характеристикою КМЦ є його здатність до плівкоутворення.Розчини CMC можна відливати у плівки з чудовими механічними властивостями, прозорістю та гнучкістю.Ці плівки можна використовувати як покриття, ламінати та пакувальні матеріали.
Крім того, КМЦ має хороші зв’язувальні та склеювальні властивості.Він утворює міцне зчеплення з різними поверхнями, включаючи дерево, метал, пластик і тканину.Ця властивість призвела до використання CMC у виробництві покриттів, клеїв і чорнила.
КМЦ в'язкість
В'язкість розчинів CMC залежить від кількох факторів, таких як концентрація, DS, MW, температура та pH.Загалом розчини CMC демонструють вищу в’язкість при вищих концентраціях, DS та MW.В'язкість також збільшується зі зниженням температури та pH.
В'язкість розчинів CMC контролюється взаємодією між полімерними ланцюгами та молекулами розчинника в розчині.Молекули КМЦ взаємодіють з молекулами води через водневі зв’язки, утворюючи навколо полімерних ланцюгів гідратаційну оболонку.Ця гідратаційна оболонка зменшує рухливість полімерних ланцюгів, тим самим збільшуючи в'язкість розчину.
Реологічна поведінка розчинів КМЦ характеризується кривими течії, які описують залежність між напругою зсуву та швидкістю зсуву розчину.Розчини CMC демонструють неньютонівську течію, що означає, що їх в’язкість змінюється зі швидкістю зсуву.При низьких швидкостях зсуву в’язкість розчинів КМЦ вище, а при високих – знижується.Така поведінка тоншого зсуву зумовлена вирівнюванням і розтягуванням полімерних ланцюгів під дією напруги зсуву, що призводить до зменшення міжмолекулярних сил між ланцюгами та зменшення в’язкості.
Застосування CMC
КМЦ широко використовується в різних сферах завдяки своїм унікальним властивостям і реологічним характеристикам.У харчовій промисловості КМЦ використовується як загусник, стабілізатор, емульгатор і покращувач текстури.Його додають до таких харчових продуктів, як морозиво, напої, соуси та випічка, щоб покращити їх текстуру, консистенцію та термін зберігання.CMC також запобігає утворенню кристалів льоду в заморожених продуктах, в результаті чого виходить гладкий кремовий продукт.
У фармацевтичній промисловості КМЦ використовується як зв’язуюча речовина, дезінтегруючий агент і агент з контрольованим вивільненням у таблетованих формах.Покращує пресуваність і текучість порошку і забезпечує однорідність і стабільність таблеток.Завдяки своїм мукоадгезивним і біоадгезивним властивостям КМЦ також використовується як допоміжна речовина в офтальмологічних, назальних і пероральних композиціях.
У паперовій промисловості КМЦ використовується як добавка до мокрого кінця, зв’язувальна речовина для покриття та проклейка.Він покращує утримання м’якоті та дренаж, підвищує міцність і щільність паперу та забезпечує гладку та блискучу поверхню.КМЦ також діє як водо- та масляний бар’єр, запобігаючи проникненню чорнила чи інших рідин у папір.
У текстильній промисловості CMC використовується як проклейка, загусник для друку та допоміжний засіб для фарбування.Він покращує адгезію волокон, покращує проникнення та фіксацію кольору, а також зменшує тертя та зморшки.CMC також надає тканині м’якість і жорсткість, залежно від DS і MW полімеру.
У гірничодобувній промисловості CMC використовується як флокулянт, інгібітор і модифікатор реології при переробці мінеральної сировини.Він покращує осідання та фільтрацію твердих речовин, мінімізує відділення від кам’яної породи вугілля та контролює в’язкість і стабільність суспензії.CMC також зменшує вплив процесу видобутку на навколишнє середовище, зводячи до мінімуму використання токсичних хімікатів і води.
на закінчення
КМЦ є універсальною та цінною добавкою, яка демонструє унікальні властивості та в’язкість завдяки своїй хімічній структурі та взаємодії з водою.Його розчинність, плівкоутворювальна здатність, зв’язувальні та адгезійні властивості роблять його придатним для різних застосувань у харчовій, фармацевтичній, паперовій, текстильній та гірничодобувній галузях.В’язкість розчинів CMC можна контролювати кількома факторами, такими як концентрація, DS, MW, температура та pH, і може характеризуватися його псевдопластичністю та розрідженням при зсуві.CMC позитивно впливає на якість, ефективність і стійкість продуктів і процесів, що робить його важливою частиною сучасної промисловості.
Час публікації: 25 вересня 2023 р