Natriumcarboxymethylcellulose er meget udbredt i industri, farmaceutiske produkter og fødevareproduktion. Denne forbindelse er lavet på basis af træ og er et biologisk inert materiale, det vil sige, at det ikke deltager i fysiologiske processer. På grund af de særlige egenskaber ved opløsninger med denne komponent er det muligt at regulere viskositeten af stoffer og andre tekniske parametre.
Description
Natriumcarboxymethylcellulose (CMC) er natriums altet af celluloseglycolsyre. Det kemiske navn på forbindelsen i henhold til IUPAC-nomenklaturen: poly-1, 4-β-O-carboxymethyl-D-pyranosyl-D-glycopyranose natrium.
Empirisk formel for natriumcarboxymethylcellulose teknisk: [C6H7 O2 (OH)3-x(OCH2 COONa)x] . I dette udtryk er x substitutionsgraden for CH2-COOH-grupper, og n er graden af polymerisation.
Strukturformlen er vist i figuren nedenfor.
Properties
Teknisk natriumcarboxymethylcellulose er et pulveragtigt, finkornet eller lugtfrit fibrøst materiale med en rumvægt på 400–800 kg/m3.
Na-CMC har følgende egenskaber:
-
molekylvægt af forbindelse – [236];
- opløses hurtigt i både varmt og koldt vand, uopløseligt i mineralolier og organiske væsker;
- danner film, der er modstandsdygtige over for olier, fedtstoffer og organiske opløsningsmidler;
- forøger opløsningernes viskositet og gør dem tixotrope - med en stigning i mekanisk virkning opstår der et fald i strømningsmodstanden;
- absorberer vanddamp fra luftbrønden, så stoffet skal opbevares i tørre rum (under normale forhold indeholder det 9-11 % fugt);
- forbindelse er ikke-giftig, ikke-eksplosiv, men kan antændes i støvet tilstand (selvantændelsestemperatur +212 °C);
- udviser egenskaberne af en anionisk polyelektrolyt i opløsninger.
Når temperaturen ændres, varierer laboratorieviskositeten af natriumcarboxymethylcellulose i opløsninger meget. Dette er en af de vigtigste egenskaber ved denne forbindelse, som bestemmer omfanget af dens anvendelse. En høj grad af polymerisation giver en høj viskositet og omvendt. Ved pH<6 eller mere end 9, reduceret strømningsmodstandfalder markant. Derfor er dette s alt tilrådeligt at bruge i neutrale og let alkaliske miljøer. Viskositetsændringer under normale forhold er reversible.
Natriumcarboxymethylcellulose har også kemisk kompatibilitet med mange andre stoffer (stivelse, gelatine, glycerin, vandopløselige harpikser, latexer). Når det opvarmes til temperaturer over 200 °C, nedbrydes s alt til natriumcarbonat.
Den vigtigste faktor, der påvirker denne forbindelses egenskaber, er graden af polymerisation. Opløselighed, stabilitet, mekaniske egenskaber og hygroskopicitet afhænger af molekylvægten. Stoffet fremstilles i syv kvaliteter efter polymerisationsgraden og to grader efter indholdet af hovedstoffet.
Modtag
Natriumcarboxymethylcellulose er blevet fremstillet kommercielt siden 1946. CMC-produktion tegner sig nu for mindst 47 % af det samlede antal celluloseethere.
Det vigtigste råmateriale til syntesen af denne forbindelse er træcellulose, den mest almindelige organiske polymer. Dens fordele er lav pris, biologisk nedbrydelighed, mangel på toksicitet og let behandlingsteknologi.
Natriumcarboxymethylcellulose opnås ved at omsætte alkalicellulose med C₂H₃ClO₂ (monochloreddikesyre) eller dets natriums alt. I de senere år har der været arbejdet på at finde nye kilder til udvinding af råvarer (hør, halm, korn, jute, sisal m.fl.), da efterspørgslen efter dette materiale konstant vokser. Vask bruges til at forbedre kvaliteten af stoffet.det færdige s alt fra urenheder, aktivere cellulose eller virke på det med mikrobølgestråling.
Natriumcarboxymethylcellulose: industrielle applikationer
På grund af dets særlige egenskaber bruges CMC til følgende formål:
- fortykkelse af forskellige formuleringer, gelatinering;
- binding af fine partikler i malingsfilm (filmdannelse);
- brug som et vandtilbageholdende middel;
- stabilisering af fysiske og kemiske egenskaber;
- forøgelse af viskositeten af opløsninger for at fordele deres ingredienser jævnt;
- rheologisk modifikation;
- forebyggelse af koagulering (vedhæftning af suspenderede partikler).
En af de største brugere af natriumcarboxymethylcellulose er olie- og gasindustrien, hvor forbindelsen bruges til at forbedre ydeevnen af borevæsker.
Stoffet bruges også til fremstilling af følgende tekniske produkter:
- vaskemidler;
-
udskrivningsprodukter;
- mørtler til færdiggørelse af byggeri;
- klæbemidler, dimensioneringsmaterialer;
- tørre byggeblandinger, cement (for at forhindre revner);
- malingsmaterialer;
- smøring-kølemidler;
- medium til hærdning af skinner;
- coating svejseelektroder og andre.
Natriumcarboxymethylcellulose bruges til at stabilisere skum i brandslukning, fødevareindustrien, til fremstilling af parfume og keramik. Teknikere vurderer, at denne forbindelse bruges i mere end 200 områder inden for ingeniørvidenskab og medicin.
Beskyttende belægninger
En af de lovende retninger er introduktionen af nanopartikler syntetiseret fra CMC-suspensioner som additiver-stabilisatorer i korrosionsbestandige belægninger. Dette giver dig mulighed for at ændre strukturen af polymerer, øge vedhæftningen med basismaterialet, forbedre belægningens fysiske og mekaniske egenskaber uden en væsentlig stigning i sammensætningens omkostninger. Nanopartikler danner mikroklynger, hvilket gør det muligt at opnå kompositter med værdifulde tekniske egenskaber.
Fordelen ved dette kosttilskud er også, at det er miljøvenligt og biologisk nedbrydeligt. Dets produktion kræver ikke brug af organiske opløsningsmidler, derfor er risikoen for forurening af spildevand og atmosfæren reduceret, der er ingen grund til at bruge specialudstyr og et højt temperaturområde.
kosttilskud
Carboxymethylcellulosenatrium bruges som fødevaretilsætningsstof (E-466) i en koncentration på højst 8 g/kg. Stoffet udfører flere funktioner i produkter:
- fortykkelse;
- stabiliserende egenskaber;
- holdfugt;
- forlængelse af holdbarhed;
- konservering af kostfibre efter optøning.
Oftest tilsættes denne forbindelse til fastfood, is, konfekture, marmelade, gelé, smelteost, margarine, yoghurt, fisk på dåse.
Medicin og kosmetologi
I den farmaceutiske industri bruges natriumcarboxymethylcellulose i lægemiddelgrupper som:
- øjendråber, opløsninger til injektioner - for at forlænge den terapeutiske virkning;
- tabletskaller - til at regulere frigivelsen af det aktive stof;
- emulsioner, geler og salver - for at stabilisere formgivende stoffer;
- antacida - som ionbytter- og kompleksdannende komponenter.
I produktionen af hygiejne- og kosmetiske produkter bruges denne forbindelse som en del af tandpastaer, shampoo, barber- og brusegeler og cremer. Hovedfunktionen er at stabilisere egenskaberne og forbedre teksturen.
Effekt på mennesker og dyr
Natriumcarboxymethylcellulose er hypoallergen, biologisk inaktiv, har ikke en kræftfremkaldende effekt og forringer ikke levende organismers reproduktive funktion. Anvendelsen som fødevaretilsætningsstoffer i en sikker koncentration fører ikke til negative konsekvenser. Støvet af forbindelsen kan forårsage irritation, hvis det kommer ind i øjnene og de øvre luftveje (MACaerosol er 10 mg/m3).
Film, der indeholder natriums alt, frigiver den aktive ingrediens i det alkaliske miljø i tarmen. Stoffet udskilles uændret fra den menneskelige krop og dyr. I vandområder til økonomiske formål hører stoffet til den tredje fareklasse (moderat farligt). MPC i dette tilfælde er 2 mg/l.
