خصائص وتطبيقات كربوكسي ميثيل السليلوز

1. مقدمة موجزة عن كربوكسي ميثيل السليلوز

الاسم الانكليزي: كربوكسيل ميثيل السليلوز

الاختصار: سي إم سي

الصيغة الجزيئية متغيرة: [C6H7O2(OH)2CH2COONa]n

المظهر: مسحوق ليفي أبيض أو أصفر فاتح حبيبي.

الذوبان في الماء: يذوب بسهولة في الماء، ويشكل مادة غروانية لزجة شفافة، ويكون المحلول محايدًا أو قلويًا قليلاً.

الميزات: مركب جزيئي عالي من الغروانية النشطة على السطح، عديم الرائحة، لا طعم له وغير سام.

يتم توزيع السليلوز الطبيعي على نطاق واسع في الطبيعة وهو أكثر السكاريد وفرة. ولكن في الإنتاج، يوجد السليلوز عادة في شكل كربوكسي ميثيل السليلوز الصوديوم، لذلك يجب أن يكون الاسم الكامل كربوكسي ميثيل السليلوز الصوديوم، أو CMC-Na. تستخدم على نطاق واسع في الصناعة والبناء والطب والمواد الغذائية والمنسوجات والسيراميك وغيرها من المجالات.

2. تكنولوجيا كربوكسي ميثيل السليلوز

تتضمن تقنية تعديل السليلوز ما يلي: الأثير والأسترة.

تحويل كربوكسي ميثيل السليلوز: تفاعل كربوكسي ميثيل في تكنولوجيا الأثير، يتم كربوكسي ميثيل السليلوز للحصول على كربوكسي ميثيل السليلوز، يشار إليه باسم CMC.

وظائف المحلول المائي كربوكسي ميثيل السليلوز: سماكة، تشكيل الفيلم، الترابط، احتباس الماء، حماية الغروانية، الاستحلاب والتعليق.

3. التفاعل الكيميائي لكربوكسي ميثيل السليلوز

تفاعل قلونة السليلوز:

[C6H7O2(OH) 3]n + nNaOH→[C6H7O2(OH) 2ONa ]n + nH2O

تفاعل الأثير لحمض أحادي كلورو أسيتيك بعد السليلوز القلوي:

[C6H7O2(OH) 2ONa ]n + nClCH2COONa →[C6H7O2(OH) 2OCH2COONa ]n + nNaC

ولذلك: فإن الصيغة الكيميائية لتكوين كربوكسي ميثيل السليلوز هي: Cell-O-CH2-COONa NaCMC.

كربوكسي ميثيل السليلوز الصوديوم(NaCMC أو CMC للاختصار) هو إيثر السليلوز القابل للذوبان في الماء والذي يمكن أن يجعل لزوجة تركيبات المحاليل المائية الأكثر استخدامًا تختلف من عدد قليل من cP إلى عدة آلاف من cP.

4. خصائص المنتج من كربوكسي ميثيل السليلوز

1. تخزين المحلول المائي CMC: يكون مستقرًا تحت درجات الحرارة المنخفضة أو ضوء الشمس، لكن حموضة وقلوية المحلول ستتغير بسبب تغيرات درجة الحرارة. تحت تأثير الأشعة فوق البنفسجية أو الكائنات الحية الدقيقة، سوف تنخفض لزوجة المحلول أو حتى تفسد. إذا كان التخزين طويل الأمد مطلوبًا، فيجب إضافة مادة حافظة مناسبة.

2. طريقة تحضير المحلول المائي CMC: جعل الجزيئات مبللة بشكل موحد أولاً، مما يمكن أن يزيد بشكل كبير من معدل الذوبان.

3. CMC مادة استرطابية ويجب حمايتها من الرطوبة أثناء التخزين.

4. أملاح المعادن الثقيلة مثل الزنك والنحاس والرصاص والألومنيوم والفضة والحديد والقصدير والكروم يمكن أن تسبب ترسب CMC.

5. يحدث الترسيب في المحلول المائي تحت PH2.5، والذي يمكن استعادته بعد المعادلة بإضافة القلويات.

6. على الرغم من أن الأملاح مثل الكالسيوم والمغنيسيوم وملح الطعام ليس لها تأثير على الترسيب على CMC، إلا أنها تقلل من لزوجة المحلول.

7. CMC متوافق مع المواد اللاصقة القابلة للذوبان في الماء، والملينات والراتنجات.

8. بسبب المعالجة المختلفة، يمكن أن يكون مظهر CMC عبارة عن مسحوق ناعم أو حبيبات خشنة أو ألياف، والتي لا علاقة لها بالخصائص الفيزيائية والكيميائية.

9. طريقة استخدام مسحوق CMC بسيطة. يمكن إضافته مباشرة وإذابته في الماء البارد أو الماء الدافئ عند درجة حرارة 40-50 درجة مئوية.

5. درجة استبدال وذوبان كربوكسي ميثيل السليلوز

تشير درجة الإحلال إلى متوسط ​​عدد مجموعات كربوكسي ميثيل الصوديوم المرتبطة بكل وحدة سليلوز؛ الحد الأقصى لقيمة درجة الإحلال هو 3، ولكن الأكثر فائدة صناعيا هو NaCMC مع درجة إحلال تتراوح من 0.5 إلى 1.2. تختلف خصائص NaCMC بدرجة الاستبدال 0.2-0.3 تمامًا عن خصائص NaCMC بدرجة الاستبدال 0.7-0.8. الأول قابل للذوبان جزئيًا فقط في الماء ذو ​​الرقم الهيدروجيني 7، لكن الأخير قابل للذوبان تمامًا. والعكس صحيح في ظل الظروف القلوية.

6. درجة بلمرة ولزوجة كربوكسي ميثيل السليلوز

درجة البلمرة: تشير إلى طول سلسلة السليلوز التي تحدد اللزوجة. كلما طالت سلسلة السليلوز، زادت اللزوجة، وكذلك محلول NaCMC.

اللزوجة: محلول NaCMC هو سائل غير نيوتوني، وتقل لزوجته الظاهرة عندما تزيد قوة القص. وبعد توقف التحريك، زادت اللزوجة بشكل متناسب حتى ظلت مستقرة. وهذا يعني أن الحل متغير الانسيابية.

7. نطاق تطبيق كربوكسي ميثيل السليلوز

1. صناعة البناء والسيراميك

(1) الطلاءات المعمارية: تشتت جيد، توزيع طلاء موحد؛ لا طبقات، استقرار جيد؛ تأثير سماكة جيد، لزوجة طلاء قابلة للتعديل.

(2) صناعة السيراميك: تستخدم كمواد رابطة فارغة لتحسين مرونة طين الفخار؛ طلاء متين.

2. صناعات الغسيل ومستحضرات التجميل والتبغ وطباعة المنسوجات والصباغة

(1) الغسيل: تتم إضافة CMC إلى المنظف لمنع إعادة ترسب الأوساخ المغسولة على القماش.

(2) مستحضرات التجميل: سماكة، تشتيت، تعليق، تثبيت، وما إلى ذلك. من المفيد إطلاق العنان للخصائص المختلفة لمستحضرات التجميل.

(3) التبغ: يتم استخدام CMC لربط أوراق التبغ، والتي يمكنها استخدام الرقائق بشكل فعال وتقليل كمية أوراق التبغ الخام.

(4) النسيج: كعامل تشطيب للأقمشة، يمكن لـ CMC تقليل تخطي الخيوط وكسر النهاية على الأنوال عالية السرعة.

(5) الطباعة والصباغة: يتم استخدامه في معجون الطباعة، والذي يمكن أن يعزز قدرة الأصباغ المحبة للماء والاختراق، ويجعل الصباغة موحدة ويقلل اختلاف اللون.

3. صناعة لفائف البعوض وقضبان اللحام

(1) ملفات البعوض: يتم استخدام CMC في ملفات البعوض لتعزيز صلابة ملفات البعوض وجعلها أقل عرضة للكسر والكسر.

(2) القطب الكهربائي: يتم استخدام CMC كعامل تزجيج لجعل طلاء السيراميك أكثر ارتباطًا وتشكيلًا، مع أداء تنظيف أفضل، كما أن لديه أداء الاحتراق في درجات الحرارة العالية.

4. صناعة معجون الأسنان

(1) تتمتع CMC بتوافق جيد مع المواد الخام المختلفة الموجودة في معجون الأسنان؛

(2) العجينة رقيقة، لا تفصل الماء، لا تتقشر، لا تتكاثف، ولها رغوة غنية؛

(3) ثبات جيد وتماسك مناسب، مما يمنح معجون الأسنان شكلاً جيدًا واحتفاظًا وطعمًا مريحًا بشكل خاص؛

(4) مقاوم لتغيرات درجات الحرارة والترطيب وتثبيت العطر.

(5) القص الصغير والمخلفات في العلب.

5. صناعة المواد الغذائية

(1) المشروبات الحمضية: كمثبت، على سبيل المثال، لمنع هطول الأمطار وطبقات البروتينات في الزبادي بسبب التجميع؛ طعم أفضل بعد الذوبان في الماء. التوحيد استبدال جيد.

(2) الآيس كريم: اجعل الماء والدهون والبروتين وما إلى ذلك يشكل خليطًا موحدًا ومشتتًا وثابتًا لتجنب بلورات الثلج.

(3) الخبز والمعجنات: يمكن لـ CMC التحكم في لزوجة الخليط، وتعزيز الاحتفاظ بالرطوبة ومدة صلاحية المنتج.

(4) المكرونة سريعة التحضير: زيادة صلابة المعكرونة ومقاومتها للطهي؛ لديها قابلية جيدة للتشكيل في البسكويت والفطائر، وسطح الكعكة أملس وليس من السهل كسره.

(5) المعجون الفوري: كقاعدة لبان.

(6) CMC خامل من الناحية الفسيولوجية وليس له قيمة حرارية. لذلك، يمكن إنتاج الأطعمة منخفضة السعرات الحرارية.

6. صناعة الورق

يتم استخدام CMC لتحجيم الورق، مما يجعل الورق ذو كثافة عالية، ومقاومة جيدة لاختراق الحبر، وجمع الشمع العالي والنعومة. في عملية تلوين الورق، يساعد على التحكم في قابلية لف معجون الألوان؛ يمكنه تحسين حالة الالتصاق بين الألياف داخل الورق، وبالتالي تحسين قوة الورق ومقاومته للطي.

7. صناعة البترول

يتم استخدام CMC في حفر النفط والغاز وحفر الآبار وغيرها من المشاريع.

8. آخرون

مواد لاصقة للأحذية والقبعات وأقلام الرصاص وغيرها، ملمعات وملونات للجلود، مثبتات طفايات الحريق الرغوية، إلخ.