1. Breve introduzione alla carbossimetilcellulosa
Nome italiano: Carbossimetilcellulosa
Abbreviazione: CMC
La formula molecolare è variabile: [C6H7O2(OH)2CH2COONa]n
Aspetto: polvere granulare fibrosa bianca o giallo chiaro.
Solubilità in acqua: facilmente solubile in acqua, formando un colloide viscoso trasparente; la soluzione è neutra o leggermente alcalina.
Caratteristiche: Composto colloidale tensioattivo ad alto peso molecolare, inodore, insapore e non tossico.
La cellulosa naturale è ampiamente distribuita in natura ed è il polisaccaride più abbondante. Tuttavia, in produzione, la cellulosa si presenta solitamente sotto forma di carbossimetilcellulosa sodica, quindi il nome completo dovrebbe essere carbossimetilcellulosa sodica, o CMC-Na. Ampiamente utilizzata nell'industria, nell'edilizia, in medicina, nell'alimentazione, nel tessile, nella ceramica e in altri settori.
2. Tecnologia della carbossimetilcellulosa
Le tecnologie di modificazione della cellulosa comprendono: eterificazione ed esterificazione.
Trasformazione della carbossimetilcellulosa: reazione di carbossimetilazione nella tecnologia di eterificazione, la cellulosa viene carbossimetilata per ottenere carbossimetilcellulosa, denominata CMC.
Funzioni della soluzione acquosa di carbossimetilcellulosa: addensante, filmogena, legante, ritenzione idrica, protezione colloidale, emulsionante e sospensione.
3. Reazione chimica della carbossimetilcellulosa
Reazione di alcalinizzazione della cellulosa:
[C6H7O2(OH) 3]n + nNaOH→[C6H7O2(OH) 2ONa ]n + nH2O
La reazione di eterificazione dell'acido monocloroacetico dopo cellulosa alcalina:
[C6H7O2(OH) 2ONa ]n + nClCH2COONa →[C6H7O2(OH) 2OCH2COONa ]n + nNaC
Pertanto: la formula chimica per la formazione della carbossimetilcellulosa è: Cell-O-CH2-COONa NaCMC
Carbossimetilcellulosa sodica(NaCMC o CMC in breve) è un etere di cellulosa solubile in acqua che può far variare la viscosità delle formulazioni di soluzioni acquose più comunemente utilizzate da pochi cP a diverse migliaia di cP.
4. Caratteristiche del prodotto della carbossimetilcellulosa
1. Conservazione della soluzione acquosa di CMC: è stabile a basse temperature o alla luce solare, ma l'acidità e l'alcalinità della soluzione variano a causa delle variazioni di temperatura. Sotto l'influenza dei raggi ultravioletti o dei microrganismi, la viscosità della soluzione diminuisce o addirittura si altera. Se è necessaria una conservazione a lungo termine, è necessario aggiungere un conservante idoneo.
2. Metodo di preparazione della soluzione acquosa di CMC: bagnare prima uniformemente le particelle, il che può aumentare significativamente la velocità di dissoluzione.
3. Il CMC è igroscopico e deve essere protetto dall'umidità durante lo stoccaggio.
4. I sali di metalli pesanti come zinco, rame, piombo, alluminio, argento, ferro, stagno e cromo possono causare la precipitazione di CMC.
5. Nella soluzione acquosa con pH inferiore a 2,5 si verifica la precipitazione, che può essere recuperata dopo la neutralizzazione aggiungendo alcali.
6. Sebbene sali come calcio, magnesio e sale da cucina non abbiano un effetto di precipitazione sulla CMC, riducono la viscosità della soluzione.
7. La CMC è compatibile con altre colle, ammorbidenti e resine idrosolubili.
8. A causa delle diverse lavorazioni, l'aspetto della CMC può essere quello di una polvere fine, di una grana grossa o fibrosa, tutti fattori che non hanno nulla a che vedere con le sue proprietà fisiche e chimiche.
9. Il metodo di utilizzo della polvere di CMC è semplice. Può essere aggiunta direttamente e sciolta in acqua fredda o calda a 40-50 °C.
5. Grado di sostituzione e solubilità della carbossimetilcellulosa
Il grado di sostituzione si riferisce al numero medio di gruppi carbossimetilici di sodio legati a ciascuna unità di cellulosa; il valore massimo del grado di sostituzione è 3, ma il più utile a livello industriale è il NaCMC con un grado di sostituzione che varia da 0,5 a 1,2. Le proprietà del NaCMC con un grado di sostituzione di 0,2-0,3 sono piuttosto diverse da quelle del NaCMC con un grado di sostituzione di 0,7-0,8. Il primo è solo parzialmente solubile in acqua a pH 7, mentre il secondo è completamente solubile. Il contrario avviene in condizioni alcaline.
6. Grado di polimerizzazione e viscosità della carbossimetilcellulosa
Grado di polimerizzazione: si riferisce alla lunghezza della catena di cellulosa, che determina la viscosità. Più lunga è la catena di cellulosa, maggiore è la viscosità, e lo è anche la soluzione di NaCMC.
Viscosità: la soluzione di NaCMC è un liquido non newtoniano e la sua viscosità apparente diminuisce all'aumentare della forza di taglio. Dopo aver interrotto l'agitazione, la viscosità è aumentata proporzionalmente fino a rimanere stabile. La soluzione è quindi tissotropica.
7. Campo di applicazione della carbossimetilcellulosa
1. Industria edile e ceramica
(1) Rivestimenti architettonici: buona dispersione, distribuzione uniforme del rivestimento; nessuna stratificazione, buona stabilità; buon effetto addensante, viscosità del rivestimento regolabile.
(2) Industria ceramica: utilizzato come legante grezzo per migliorare la plasticità dell'argilla per ceramica; smalto durevole.
2. Industrie del lavaggio, della cosmetica, del tabacco, della stampa tessile e della tintura
(1) Lavaggio: la CMC viene aggiunta al detersivo per evitare che lo sporco lavato si riposi sul tessuto.
(2) Cosmetici: addensanti, disperdenti, sospendenti, stabilizzanti, ecc. È utile sfruttare appieno le varie proprietà dei cosmetici.
(3) Tabacco: il CMC viene utilizzato per legare i fogli di tabacco, il che consente di utilizzare efficacemente i trucioli e ridurre la quantità di foglie di tabacco grezzo.
(4) Tessile: come agente di finitura per tessuti, il CMC può ridurre il salto del filato e la rottura delle estremità sui telai ad alta velocità.
(5) Stampa e tintura: viene utilizzato nella pasta da stampa, che può migliorare la capacità idrofila e penetrante dei coloranti, rendere la tintura uniforme e ridurre la differenza di colore.
3. Industria delle spirali antizanzare e delle bacchette per saldatura
(1) Spirali antizanzare: il CMC viene utilizzato nelle spirali antizanzare per aumentarne la resistenza e renderle meno soggette a rotture.
(2) Elettrodo: il CMC viene utilizzato come agente di smaltatura per far sì che il rivestimento ceramico si leghi e si formi meglio, con migliori prestazioni di spazzolatura e ha anche prestazioni di combustione ad alte temperature.
4. Industria del dentifricio
(1) Il CMC ha una buona compatibilità con varie materie prime presenti nel dentifricio;
(2) La pasta è delicata, non separa l'acqua, non si sfalda, non si addensa e ha una schiuma ricca;
(3) Buona stabilità e consistenza adeguata, che possono conferire al dentifricio una buona forma, ritenzione e un gusto particolarmente gradevole;
(4) Resistente agli sbalzi di temperatura, idratante e fissante della fragranza.
(5) Piccola tosatura e coda nelle lattine.
5. Industria alimentare
(1) Bevande acide: come stabilizzante, ad esempio, per prevenire la precipitazione e la stratificazione delle proteine nello yogurt dovute all'aggregazione; sapore migliore dopo la dissoluzione in acqua; buona uniformità di sostituzione.
(2) Gelato: fare in modo che acqua, grassi, proteine, ecc. formino una miscela uniforme, dispersa e stabile per evitare la formazione di cristalli di ghiaccio.
(3) Pane e pasticceria: il CMC può controllare la viscosità dell'impasto, migliorare la ritenzione di umidità e la durata di conservazione del prodotto.
(4) Noodles istantanei: aumentano la tenacità e la resistenza alla cottura dei noodles; hanno una buona formabilità in biscotti e pancake e la superficie della torta è liscia e non facile da rompere.
(5) Pasta istantanea: come base per gomma.
(6) La CMC è fisiologicamente inerte e non ha alcun valore calorico. Pertanto, è possibile produrre alimenti ipocalorici.
6. Industria della carta
La CMC viene utilizzata per la collatura della carta, conferendole un'elevata densità, una buona resistenza alla penetrazione dell'inchiostro, un'elevata capacità di accumulo di cera e una buona scorrevolezza. Nel processo di colorazione della carta, contribuisce a controllare la scorrevolezza della pasta colorante; può migliorare l'adesione tra le fibre all'interno della carta, migliorandone così la resistenza e la piegatura.
7. Industria petrolifera
Il CMC viene utilizzato nelle trivellazioni di petrolio e gas, nello scavo di pozzi e in altri progetti.
8. Altri
Adesivi per scarpe, cappelli, matite, ecc., lucidi e coloranti per pelle, stabilizzanti per estintori a schiuma, ecc.
Data di pubblicazione: 04-01-2023