Karboksümetüültselluloos (CMC) on funktsionaalne lisand, mida kasutatakse laialdaselt erinevates tööstusharudes, näiteks toiduainetööstuses, farmaatsiatööstuses, paberitööstuses, tekstiilitööstuses ja kaevandustes.Seda saadakse looduslikust tselluloosist, mida leidub rohkesti taimedes ja muudes bioloogilistes materjalides.CMC on vees lahustuv polümeer, millel on ainulaadsed omadused, sealhulgas viskoossus, hüdratatsioon, adhesioon ja adhesioon.
CMC omadused
CMC on tselluloosi derivaat, mida on keemiliselt modifitseeritud karboksümetüülrühmade sisseviimisega selle struktuuri.See modifikatsioon suurendab tselluloosi lahustuvust ja hüdrofiilsust, parandades seeläbi funktsionaalsust.CMC omadused sõltuvad selle asendusastmest (DS) ja molekulmassist (MW).DS on defineeritud kui karboksümetüülrühmade keskmine arv glükoosiühiku kohta tselluloosi karkassis, samas kui MW peegeldab polümeeri ahelate suurust ja jaotust.
Üks CMC põhiomadusi on selle vees lahustuvus.CMC on vees kergesti lahustuv, moodustades pseudoplastiliste omadustega viskoosse lahuse.See reoloogiline käitumine tuleneb CMC molekulide intermolekulaarsetest interaktsioonidest, mille tulemuseks on viskoossuse vähenemine nihkepinge all.CMC lahuste pseudoplastiline olemus muudab need sobivaks mitmesugusteks rakendusteks, nagu paksendajad, stabilisaatorid ja suspendeerivad ained.
Teine CMC oluline omadus on kilet moodustav võime.CMC lahendusi saab valada suurepäraste mehaaniliste omaduste, läbipaistvuse ja paindlikkusega kiledesse.Neid kilesid saab kasutada katete, laminaatide ja pakkematerjalina.
Lisaks on CMC-l head nakkumis- ja sidumisomadused.See moodustab tugeva sideme erinevate pindadega, sealhulgas puidu, metalli, plasti ja kangaga.See omadus on viinud CMC kasutamiseni katete, liimide ja trükivärvide tootmisel.
CMC viskoossus
CMC lahuste viskoossus sõltub mitmest tegurist, nagu kontsentratsioon, DS, MW, temperatuur ja pH.Üldiselt on CMC lahustel suurem viskoossus kõrgemate kontsentratsioonide, DS ja MW korral.Viskoossus suureneb ka temperatuuri ja pH langusega.
CMC lahuste viskoossust kontrollib polümeeri ahelate ja lahusti molekulide interaktsioon lahuses.CMC molekulid interakteeruvad veemolekulidega vesiniksidemete kaudu, moodustades polümeeriahelate ümber hüdratatsioonikihi.See hüdratatsioonikiht vähendab polümeeriahelate liikuvust, suurendades seeläbi lahuse viskoossust.
CMC lahuste reoloogilist käitumist iseloomustavad voolukõverad, mis kirjeldavad seost lahuse nihkepinge ja nihkekiiruse vahel.CMC lahendustel on mitte-Newtoni voolukäitumine, mis tähendab, et nende viskoossus muutub koos nihkekiirusega.Madalatel nihkekiirustel on CMC lahuste viskoossus kõrgem, samas kui suure nihkekiiruse korral viskoossus väheneb.See nihkehõrenemiskäitumine on tingitud polümeerahelate joondamisest ja venimisest nihkepinge all, mille tulemuseks on molekulidevahelised jõud ahelate vahel ja viskoossuse vähenemine.
CMC rakendamine
CMC-d kasutatakse selle ainulaadsete omaduste ja reoloogilise käitumise tõttu laialdaselt erinevates valdkondades.Toiduainetööstuses kasutatakse CMC-d paksendaja, stabilisaatori, emulgaatori ja tekstuuriparandajana.Seda lisatakse sellistele toiduainetele nagu jäätis, joogid, kastmed ja küpsetised, et parandada nende tekstuuri, konsistentsi ja säilivusaega.CMC takistab ka jääkristallide teket külmutatud toiduainetes, mille tulemuseks on sile, kreemjas toode.
Farmaatsiatööstuses kasutatakse CMC-d sideainena, lagundajana ja toimeainet reguleeritult vabastava ainena tabletipreparaatides.Parandage pulbri kokkusurutavust ja voolavust ning tagage tablettide ühtlus ja stabiilsus.Tänu oma mukoadhesiivsetele ja bioadhesiivsetele omadustele kasutatakse CMC-d abiainena ka oftalmilistes, nasaalsetes ja suukaudsetes preparaatides.
Paberitööstuses kasutatakse CMC-d märja otsa lisandina, katte sideainena ja liimimispressi vahendina.See parandab paberimassi kinnipidamist ja äravoolu, suurendab paberi tugevust ja tihedust ning annab sileda ja läikiva pinna.CMC toimib ka vee- ja õlitõkkena, takistades tindi või muude vedelike tungimist paberisse.
Tekstiilitööstuses kasutatakse CMC-d liimainena, trükipaksendajana ja värvimise abiainena.See parandab kiudude adhesiooni, suurendab värvi läbitungimist ja fikseerimist ning vähendab hõõrdumist ja kortse.CMC annab kangale ka pehmuse ja jäikuse, olenevalt polümeeri DS-st ja MW-st.
Kaevandustööstuses kasutatakse CMC-d flokulandina, inhibiitorina ja reoloogia modifikaatorina mineraalide töötlemisel.See parandab tahkete ainete settimist ja filtreerimist, minimeerib eraldumist kivisöest ning kontrollib suspensiooni viskoossust ja stabiilsust.CMC vähendab ka kaevandamisprotsessi keskkonnamõju, minimeerides mürgiste kemikaalide ja vee kasutamist.
Kokkuvõtteks
CMC on mitmekülgne ja väärtuslik lisaaine, millel on ainulaadsed omadused ja viskoossus tänu oma keemilisele struktuurile ja koostoimele veega.Selle lahustuvus, kilet moodustav võime, sidumis- ja adhesiooniomadused muudavad selle sobivaks erinevateks rakendusteks toiduaine-, farmaatsia-, paberi-, tekstiili- ja kaevandussektoris.CMC lahuste viskoossust saab kontrollida mitme teguriga, nagu kontsentratsioon, DS, MW, temperatuur ja pH, ning seda saab iseloomustada selle pseudoplastilise ja nihkehõrenemiskäitumisega.CMC-l on positiivne mõju toodete ja protsesside kvaliteedile, tõhususele ja jätkusuutlikkusele, muutes selle kaasaegse tööstuse oluliseks osaks.
Postitusaeg: 25. september 2023