ความรู้โซเดียม carboxymethyl เซลลูโลส

โซเดียม carboxymethyl เซลลูโลส (CMC) เป็นสารประกอบพอลิเมอร์ที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในหลายอุตสาหกรรมเช่นอาหารยาเครื่องสำอางสิ่งทอกระดาษและการขุดเจาะน้ำมัน ได้มาจากการปรับเปลี่ยนสารเคมีของเซลลูโลส ลักษณะโครงสร้างของมันคือกลุ่มไฮดรอกซิลบางกลุ่มในโมเลกุลเซลลูโลสจะถูกแทนที่ด้วยกลุ่ม carboxymethyl (–CH2COOH) และรวมกับโซเดียมไอออนเพื่อสร้างเกลือโซเดียมที่ละลายน้ำได้

1. โครงสร้างและคุณสมบัติทางเคมี

สูตรทางเคมีของโซเดียมคาร์บอกซีเมธิลเซลลูโลสคือ (C6H7O2 (OH) 2Ch2Coona) N ซึ่งมีความสามารถในการละลายและการดูดซึมน้ำบางอย่าง โครงสร้างพื้นฐานของมันคือโครงสร้างเชิงเส้นที่ประกอบด้วยโมเลกุลของเซลลูโลสโมโนเมอร์-กลูโคส หลังจากการดัดแปลงทางเคมีกลุ่มไฮดรอกซิลบางส่วนหรือทั้งหมดในโมเลกุลเซลลูโลสจะถูกแทนที่ด้วยกลุ่ม carboxymethyl เพื่อสร้างโมเลกุลที่ละลายน้ำได้ด้วยประจุลบ โดยเฉพาะห่วงโซ่โมเลกุลของโซเดียม carboxymethyl เซลลูโลสมีกลุ่ม carboxymethyl จำนวนมาก (–CH2COOH) ซึ่งสามารถโต้ตอบกับโมเลกุลของน้ำทำให้การละลายและลักษณะความหนืดดี

CMC มีคุณสมบัติพื้นฐานดังต่อไปนี้:

ความสามารถในการละลายน้ำ: โซเดียม carboxymethyl เซลลูโลสสามารถละลายได้อย่างรวดเร็วในน้ำเพื่อสร้างสารละลายคอลลอยด์สม่ำเสมอ

ความหนืด: สารละลายน้ำ CMC มีความหนืดสูงและความหนืดนั้นเกี่ยวข้องกับน้ำหนักโมเลกุลและความเข้มข้นของสารละลาย

ความเสถียร: CMC มีความเสถียรต่อกรดอัลคาไลและอุณหภูมิสูง แต่ในสภาพแวดล้อมที่แข็งแกร่งหรือเป็นด่างความเสถียรของ CMC จะลดลง

ความสามารถในการปรับ: โดยการปรับน้ำหนักโมเลกุลและระดับการทดแทนของ CMC คุณสมบัติทางกายภาพและทางเคมีสามารถควบคุมได้อย่างแม่นยำ

2. วิธีการเตรียม

เซลลูโลสโซเดียม carboxymethyl มักจะเตรียมโดยการทำปฏิกิริยาเซลลูโลสและโซเดียมคลอโรเซตในสภาพแวดล้อมที่เป็นด่าง ขั้นตอนเฉพาะมีดังนี้:

การปรับสภาพของเซลลูโลส: อันดับแรกเซลลูโลส (เช่นเส้นใยฝ้าย) จะถูกล้างเพื่อกำจัดสิ่งสกปรก

ปฏิกิริยาอัลคาลิเนชั่น: เซลลูโลสที่ผ่านการเตรียมไว้จะทำปฏิกิริยากับสารละลายโซเดียมไฮดรอกไซด์เพื่อแยกส่วนไฮดรอกซิลในโมเลกุลเซลลูโลสเพื่อสร้างเกลือโซเดียมเซลลูโลสที่ใช้งานอยู่

ปฏิกิริยาการทดแทน: ภายใต้สภาวะอัลคาไลน์จะเพิ่มโซเดียมคลอโรเซตและโซเดียมคลอโรเซตทำปฏิกิริยากับโซเดียมเซลลูโลสเพื่อให้กลุ่มไฮดรอกซิลในโมเลกุลเซลลูโลสถูกแทนที่ด้วยกลุ่ม carboxymethyl
การล้างและการอบแห้ง: หลังจากปฏิกิริยาเสร็จสิ้นผลิตภัณฑ์จะถูกล้างด้วยน้ำเพื่อกำจัดสิ่งสกปรกและในที่สุดก็ได้รับโซเดียมคาร์บอกซีเมธิลเซลลูโลส

3. ฟิลด์แอปพลิเคชัน

เนื่องจากความสามารถในการละลายน้ำที่ดีความหนาและเสถียร

อุตสาหกรรมอาหาร: ในฐานะที่เป็นเครื่องข้น, เครื่องทำให้คงที่, อิมัลซิไฟเออร์, สารเจล, ฯลฯ พบได้ทั่วไปในอาหารเช่นไอศกรีม, เยลลี่, ปรุงรส, ซุปสำเร็จรูป ฯลฯ หน้าที่หลักคือการปรับปรุงรสชาติของอาหารยืดอายุการเก็บรักษาและเพิ่มความสม่ำเสมอ

อุตสาหกรรมยา: ในฐานะสารยึดเกาะ, ตัวแทนที่ยั่งยืน, สารแขวนลอยและความข้นสำหรับยาเสพติดมันถูกใช้ในแท็บเล็ต, แคปซูล, ของเหลวในช่องปาก, ขี้ผึ้งเฉพาะที่และการเตรียมการอื่น ๆ นอกจากนี้ CMC ยังใช้เป็นวัสดุเลือดสำหรับการผ่าตัดและวัสดุทันตกรรม

อุตสาหกรรมเครื่องสำอาง: ใช้ในการผลิตโลชั่นครีมแชมพูยาสีฟันและผลิตภัณฑ์อื่น ๆ เป็นเครื่องข้นและโคลง มันสามารถปรับความหนืดของผลิตภัณฑ์และปรับปรุงประสบการณ์ผู้ใช้

อุตสาหกรรมการผลิตกระดาษ: ในฐานะตัวแทนการบำบัดพื้นผิวสำหรับกระดาษ CMC สามารถปรับปรุงความแข็งแรงความต้านทานน้ำและความสามารถในการพิมพ์ของกระดาษและลดฝุ่นบนพื้นผิวกระดาษ

การขุดเจาะน้ำมัน: ในระหว่างการขุดเจาะน้ำมัน CMC ใช้ในการขุดเจาะของเหลวเพื่อข้นและทำให้ของเหลวขุดเจาะเสถียรช่วยกำจัดการตัดหินรอบ ๆ บิตสว่านและทำให้ผนังหลุมเสถียร

อุตสาหกรรมสิ่งทอ: ในฐานะสารช่วยกระจายสีย้อมและการพิมพ์สารเติมแต่ง CMC สามารถปรับปรุงความสม่ำเสมอและคุณภาพของสิ่งทอ

4. ผลกระทบด้านความปลอดภัยและสิ่งแวดล้อม

โซเดียม carboxymethyl เซลลูโลสโดยทั่วไปถือว่าปลอดภัยและการใช้ในอาหารและการแพทย์ได้รับการอนุมัติจากสารเติมแต่งอาหารนานาชาติ Codex และกฎระเบียบที่เกี่ยวข้องของหลายประเทศ มันไม่เป็นพิษต่อร่างกายมนุษย์และจะไม่ส่งผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญต่อสภาพแวดล้อมทางนิเวศวิทยาดังนั้นจึงถูกใช้อย่างกว้างขวาง

อย่างไรก็ตามแม้ว่า CMC เองนั้นเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม แต่กระบวนการผลิตอาจเกี่ยวข้องกับการใช้สารเคมีและปัญหาการบำบัดน้ำเสีย ดังนั้นจึงจำเป็นต้องให้ความสนใจกับมาตรการคุ้มครองสิ่งแวดล้อมในระหว่างกระบวนการผลิตเพื่อลดการปล่อยสารอันตราย

โซเดียม carboxymethyl เซลลูโลสเป็นวัสดุพอลิเมอร์ที่ใช้กันอย่างแพร่หลายและมีมัลติฟังก์ชั่น คุณสมบัติที่หนาขึ้นเสถียรและการเจลทำให้มันสำคัญสำหรับหลายอุตสาหกรรม ตั้งแต่อาหารยาไปจนถึงอุตสาหกรรม CMC มีบทบาทสำคัญ ด้วยความก้าวหน้าอย่างต่อเนื่องของเทคโนโลยีในอนาคตฟิลด์แอปพลิเคชันของ CMC อาจขยายตัวต่อไป