La carboximetilcel·lulosa (CMC) és un additiu funcional àmpliament utilitzat en diverses indústries com ara alimentació, farmacèutica, fabricació de paper, tèxtils i mineria.Es deriva de la cel·lulosa natural, que és abundant en plantes i altres materials biològics.CMC és un polímer soluble en aigua amb propietats úniques que inclouen viscositat, hidratació, adhesió i adhesió.
Característiques del CMC
CMC és un derivat de la cel·lulosa que es modifica químicament mitjançant la introducció de grups carboximetil a la seva estructura.Aquesta modificació millora la solubilitat i la hidrofilicitat de la cel·lulosa, millorant així la funcionalitat.Les propietats d'un CMC depenen del seu grau de substitució (DS) i del seu pes molecular (PM).DS es defineix com el nombre mitjà de grups carboximetil per unitat de glucosa a la columna vertebral de la cel·lulosa, mentre que MW reflecteix la mida i la distribució de les cadenes de polímer.
Una de les propietats clau del CMC és la seva solubilitat en aigua.CMC és fàcilment soluble en aigua, formant una solució viscosa amb propietats pseudoplàstiques.Aquest comportament reològic és el resultat d'interaccions intermoleculars entre molècules CMC, donant lloc a una disminució de la viscositat sota esforç de cisalla.La naturalesa pseudoplàstica de les solucions CMC les fa adequades per a una varietat d'aplicacions com espessidors, estabilitzadors i agents de suspensió.
Una altra característica important de CMC és la seva capacitat de formació de pel·lícules.Les solucions CMC es poden convertir en pel·lícules amb excel·lents propietats mecàniques, transparència i flexibilitat.Aquestes pel·lícules es poden utilitzar com a recobriments, laminats i materials d'embalatge.
A més, CMC té bones propietats d'unió i unió.Forma un fort enllaç amb diferents superfícies, incloent fusta, metall, plàstic i teixit.Aquesta propietat ha portat a l'ús de CMC en la producció de recobriments, adhesius i tintes.
viscositat CMC
La viscositat de les solucions CMC depèn de diversos factors com la concentració, DS, MW, temperatura i pH.En general, les solucions CMC presenten viscositats més altes a concentracions més altes, DS i MW.La viscositat també augmenta amb la disminució de la temperatura i el pH.
La viscositat de les solucions CMC està controlada per la interacció entre les cadenes de polímer i les molècules de dissolvent de la solució.Les molècules CMC interaccionen amb les molècules d'aigua mitjançant ponts d'hidrogen, formant una capa d'hidratació al voltant de les cadenes de polímers.Aquesta capa d'hidratació redueix la mobilitat de les cadenes de polímer, augmentant així la viscositat de la solució.
El comportament reològic de les solucions CMC es caracteritza per les corbes de flux, que descriuen la relació entre l'esforç de tall i la velocitat de cisalla de la solució.Les solucions CMC presenten un comportament de flux no newtonià, el que significa que la seva viscositat canvia amb la velocitat de cisalla.A baixes velocitats de cisalla, la viscositat de les solucions CMC és més alta, mentre que a altes velocitats de cisalla, la viscositat disminueix.Aquest comportament d'aprimament de cisalla es deu a que les cadenes de polímers s'alineen i s'estiren sota esforç de cisalla, donant lloc a forces intermoleculars reduïdes entre cadenes i una disminució de la viscositat.
Aplicació de CMC
El CMC s'utilitza àmpliament en diferents camps per les seves propietats úniques i el seu comportament reològic.A la indústria alimentària, el CMC s'utilitza com a espessidor, estabilitzador, emulsionant i millorador de textura.S'afegeix a aliments com gelats, begudes, salses i productes de forn per millorar-ne la textura, consistència i vida útil.CMC també evita la formació de cristalls de gel en els aliments congelats, donant lloc a un producte suau i cremós.
A la indústria farmacèutica, CMC s'utilitza com a aglutinant, desintegrant i agent d'alliberament controlat en formulacions de comprimits.Millorar la compressibilitat i la fluïdesa de la pols i garantir la uniformitat i l'estabilitat de les pastilles.A causa de les seves propietats mucoadhesives i bioadhesives, el CMC també s'utilitza com a excipient en formulacions oftàlmiques, nasals i orals.
A la indústria del paper, CMC s'utilitza com a additiu d'extrem humit, aglutinant de recobriment i agent de premsa de mida.Millora la retenció i el drenatge de la polpa, augmenta la resistència i la densitat del paper i proporciona una superfície llisa i brillant.CMC també actua com a barrera d'aigua i oli, evitant que la tinta o altres líquids penetrin al paper.
A la indústria tèxtil, CMC s'utilitza com a agent d'encolat, espessidor d'impressió i auxiliar de tintura.Millora l'adhesió de la fibra, millora la penetració i la fixació del color i redueix la fricció i les arrugues.CMC també imparteix suavitat i rigidesa al teixit, depenent del DS i MW del polímer.
A la indústria minera, el CMC s'utilitza com a floculant, inhibidor i modificador de la reologia en el processament de minerals.Millora la sedimentació i la filtració de sòlids, minimitza la separació de la ganga del carbó i controla la viscositat i l'estabilitat de la suspensió.CMC també redueix l'impacte ambiental del procés de mineria minimitzant l'ús de productes químics tòxics i aigua.
en conclusió
CMC és un additiu versàtil i valuós que presenta propietats i viscositat úniques a causa de la seva estructura química i la seva interacció amb l'aigua.La seva solubilitat, capacitat pel·lícula, propietats d'unió i adherència el fan apte per a diferents aplicacions en els sectors alimentari, farmacèutic, paperer, tèxtil i miner.La viscositat de les solucions CMC es pot controlar per diversos factors, com ara la concentració, DS, MW, temperatura i pH, i es pot caracteritzar pel seu comportament pseudoplàstic i d'aprimament.CMC té un impacte positiu en la qualitat, eficiència i sostenibilitat dels productes i processos, convertint-lo en una part essencial de la indústria moderna.
Hora de publicació: 25-set-2023