Karboksymetylcellulose (CMC) er et funksjonelt tilsetningsstoff som er mye brukt i ulike bransjer som mat, legemidler, papirproduksjon, tekstiler og gruvedrift.Det er avledet fra naturlig cellulose, som er rikelig i planter og andre biologiske materialer.CMC er en vannløselig polymer med unike egenskaper inkludert viskositet, hydrering, vedheft og vedheft.
CMC-egenskaper
CMC er et cellulosederivat som er kjemisk modifisert ved å introdusere karboksymetylgrupper i strukturen.Denne modifikasjonen forbedrer løseligheten og hydrofilisiteten til cellulose, og forbedrer derved funksjonaliteten.Egenskapene til en CMC avhenger av dens substitusjonsgrad (DS) og molekylvekt (MW).DS er definert som gjennomsnittlig antall karboksymetylgrupper per glukoseenhet i celluloseryggraden, mens MW reflekterer størrelsen og fordelingen av polymerkjedene.
En av nøkkelegenskapene til CMC er vannløseligheten.CMC er lett løselig i vann, og danner en viskøs løsning med pseudoplastiske egenskaper.Denne reologiske oppførselen er et resultat av intermolekylære interaksjoner mellom CMC-molekyler, noe som resulterer i en reduksjon i viskositet under skjærspenning.Den pseudoplastiske karakteren til CMC-løsninger gjør dem egnet for en rekke bruksområder som fortykningsmidler, stabilisatorer og suspenderingsmidler.
En annen viktig egenskap ved CMC er dens filmdannende evne.CMC-løsninger kan støpes til filmer med utmerkede mekaniske egenskaper, transparens og fleksibilitet.Disse filmene kan brukes som belegg, laminater og emballasjematerialer.
I tillegg har CMC gode bindings- og bindingsegenskaper.Den danner et sterkt bånd med forskjellige overflater, inkludert tre, metall, plast og stoff.Denne egenskapen har ført til bruk av CMC i produksjon av belegg, lim og blekk.
CMC viskositet
Viskositeten til CMC-løsninger avhenger av flere faktorer som konsentrasjon, DS, MW, temperatur og pH.Generelt viser CMC-løsninger høyere viskositeter ved høyere konsentrasjoner, DS og MW.Viskositeten øker også med synkende temperatur og pH.
Viskositeten til CMC-løsninger kontrolleres av interaksjonen mellom polymerkjedene og løsningsmiddelmolekylene i løsningen.CMC-molekyler samhandler med vannmolekyler gjennom hydrogenbindinger, og danner et hydreringsskall rundt polymerkjedene.Dette hydreringsskallet reduserer mobiliteten til polymerkjedene, og øker dermed viskositeten til løsningen.
Den reologiske oppførselen til CMC-løsninger er preget av strømningskurver, som beskriver forholdet mellom skjærspenningen og skjærhastigheten til løsningen.CMC-løsninger viser ikke-newtonsk strømningsadferd, noe som betyr at deres viskositet endres med skjærhastigheten.Ved lave skjærhastigheter er viskositeten til CMC-løsninger høyere, mens ved høye skjærhastigheter synker viskositeten.Denne skjærfortynnende oppførselen skyldes at polymerkjeder justerer seg og strekker seg under skjærspenning, noe som resulterer i reduserte intermolekylære krefter mellom kjeder og en reduksjon i viskositet.
Anvendelse av CMC
CMC er mye brukt i forskjellige felt på grunn av sine unike egenskaper og reologiske oppførsel.I næringsmiddelindustrien brukes CMC som fortykningsmiddel, stabilisator, emulgator og teksturforbedrer.Det legges til matvarer som iskrem, drikke, sauser og bakevarer for å forbedre deres tekstur, konsistens og holdbarhet.CMC forhindrer også dannelsen av iskrystaller i frossen mat, noe som resulterer i et glatt, kremet produkt.
I den farmasøytiske industrien brukes CMC som bindemiddel, desintegreringsmiddel og kontrollert frigjøringsmiddel i tablettformuleringer.Forbedre komprimerbarheten og flytbarheten til pulveret og sikre jevnheten og stabiliteten til tablettene.På grunn av sine mucoadhesive og bioadhesive egenskaper, brukes CMC også som hjelpestoff i oftalmiske, nasale og orale formuleringer.
I papirindustrien brukes CMC som våtende-additiv, beleggbindemiddel og limpressemiddel.Det forbedrer papirmasseretensjon og drenering, øker papirstyrken og tettheten, og gir en jevn og skinnende overflate.CMC fungerer også som en vann- og oljebarriere, og hindrer blekk eller andre væsker i å trenge inn i papiret.
I tekstilindustrien brukes CMC som limingsmiddel, trykkfortykningsmiddel og fargingshjelpemiddel.Det forbedrer fibervedheft, forbedrer fargepenetrasjon og fiksering, og reduserer friksjon og rynker.CMC gir også mykhet og stivhet til stoffet, avhengig av DS og MW til polymeren.
I gruveindustrien brukes CMC som flokkuleringsmiddel, inhibitor og reologimodifiseringsmiddel i mineralbehandling.Det forbedrer sedimentering og filtrering av faste stoffer, minimerer separasjon fra kullgang og kontrollerer suspensjonens viskositet og stabilitet.CMC reduserer også miljøpåvirkningen av gruveprosessen ved å minimere bruken av giftige kjemikalier og vann.
for å konkludere
CMC er et allsidig og verdifullt tilsetningsstoff som viser unike egenskaper og viskositet på grunn av sin kjemiske struktur og interaksjon med vann.Dens løselighet, filmdannende evne, bindings- og adhesjonsegenskaper gjør den egnet for ulike bruksområder i næringsmiddel-, farmasøytisk-, papir-, tekstil- og gruvesektoren.Viskositeten til CMC-løsninger kan kontrolleres av flere faktorer, slik som konsentrasjon, DS, MW, temperatur og pH, og kan karakteriseres ved dens pseudoplastiske og skjærfortynnende oppførsel.CMC har en positiv innvirkning på kvaliteten, effektiviteten og bærekraften til produkter og prosesser, noe som gjør det til en viktig del av moderne industri.
Innleggstid: 25. september 2023