La cel·lulosa carboximetil de sodi (CMC) és un compost de polímer àmpliament utilitzat en moltes indústries com ara aliments, medicaments, cosmètics, tèxtils, paper i perforació de petroli. S’obté mitjançant la modificació química de la cel·lulosa. Les seves característiques estructurals són que alguns grups hidroxil de les molècules de cel·lulosa es substitueixen per grups carboximetils (–CH2COOH) i es combinen amb ions de sodi per formar sals de sodi solubles en aigua.
1. Estructura i propietats químiques
La fórmula química de la cel·lulosa carboximetil de sodi és (C6H7O2 (OH) 2CH2Coona) N, que té certa solubilitat i absorció d’aigua. La seva estructura bàsica és una estructura lineal composta per molècules de monòmers-glucosa-glucosa. Després de la modificació química, alguns o tots els grups hidroxil de les molècules de cel·lulosa són substituïts per grups carboximetils per formar molècules solubles en aigua amb càrregues negatives. Concretament, la cadena molecular de carboximetil cel·lulosa de sodi conté un gran nombre de grups carboximetils (–CH2COOH), que poden interactuar amb molècules d’aigua, donant -li una bona solubilitat i característiques de viscositat.
CMC té les següents propietats bàsiques:
Solubilitat en aigua: la cel·lulosa de carboximetil de sodi es pot dissoldre ràpidament en aigua per formar una solució col·loidal uniforme.
Viscositat: la solució aquosa CMC té una viscositat elevada i la viscositat està relacionada amb el seu pes molecular i la concentració de solucions.
Estabilitat: CMC té una bona estabilitat a l’àcid, alcalí i a la temperatura alta, però en un entorn fort àcid o alcalí, l’estabilitat del CMC disminuirà.
Ajustabilitat: Ajustant el pes molecular i el grau de substitució de CMC, es poden controlar amb precisió les seves propietats físiques i químiques.
2. Mètode de preparació
La cel·lulosa carboximetil de sodi es prepara generalment reaccionant la cel·lulosa i el cloroacetat de sodi en un entorn alcalí. Els passos específics són els següents:
El pretractament de la cel·lulosa: primer, es renta la cel·lulosa (com la fibra de cotó) per eliminar les impureses.
Reacció d’alcalinització: la cel·lulosa pretractada es reacciona amb la solució d’hidròxid de sodi per separar la part hidroxil de la molècula de cel·lulosa per formar una sal de sodi de cel·lulosa activa.
Reacció de substitució: En condicions alcalines, s’afegeix cloroacetat de sodi i el cloroacetat de sodi reacciona amb la cel·lulosa de sodi, de manera que els grups hidroxil de les molècules de cel·lulosa es substitueixen per grups carboximetils.
Rentada i assecat: un cop finalitzada la reacció, el producte es renta amb aigua per eliminar les impureses i finalment s’obté la cel·lulosa de carboximetil de sodi purificada.
3. Camps d’aplicació
A causa de la seva bona solubilitat en aigua, espessiment i estabilitat, la cel·lulosa de carboximetil de sodi s'utilitza àmpliament en els camps següents:
Indústria alimentària: com a espessidor, estabilitzador, emulsionant, agent de gel, etc. Es sol trobar en aliments com gelats, gelea, condiment, sopa instantània, etc. La seva funció principal és millorar el gust dels aliments, ampliar la vida útil i augmentar la consistència.
Indústria farmacèutica: com a aglutinant, agent d’alliberament sostingut, agent de suspensió i espessidor per a fàrmacs, s’utilitza en comprimits, càpsules, líquids orals, pomades tòpiques i altres preparacions. A més, CMC també s’utilitza com a material hemostàtic per a la cirurgia i els materials dentals.
Indústria cosmètica: utilitzada en la producció de locions, cremes, xampús, pastes de dents i altres productes com a espessidor i estabilitzador. Pot ajustar la viscositat del producte i millorar l'experiència de l'usuari.
Indústria de paperet: com a agent de tractament de superfície per al paper, CMC pot millorar la força, la resistència a l’aigua i la impressió del paper i reduir la pols a la superfície del paper.
Perforació d’oli: Durant la perforació d’oli, CMC s’utilitza en el líquid de perforació per espessir i estabilitzar el líquid de perforació, ajudeu a eliminar els talls de roca al voltant de la broca i estabilitzeu la paret del pou.
Indústria tèxtil: com a additiu de pasta i impressió de colorant, CMC pot millorar la uniformitat i la qualitat dels tèxtils.
4. Seguretat i impacte ambiental
La cel·lulosa carboximetil de sodi es considera generalment segura i el seu ús en aliments i medicaments ha estat aprovat pels additius alimentaris internacionals Codex i regulacions rellevants de molts països. No és tòxic per al cos humà i no tindrà un impacte significatiu en l’entorn ecològic, de manera que s’utilitza àmpliament.
Tot i això, tot i que el CMC és respectuós amb el medi ambient, el seu procés de producció pot implicar l’ús d’alguns reactius químics i problemes de tractament d’aigües residuals. Per tant, cal parar atenció a les mesures de protecció ambiental durant el procés de producció per reduir l’emissió de substàncies nocives.
La cel·lulosa carboximetil de sodi és un material de polímer àmpliament utilitzat i multifuncional. Les seves propietats engrossint, estabilitzadores i gelificants fan que sigui important per a moltes indústries. Des de menjar, medicina fins a indústria, CMC té un paper important. Amb l’avançament continu de la tecnologia en el futur, es pot ampliar encara més el camp de l’aplicació de CMC.
Posada Posada: FEB-20-2025