Carboxymethylcellulose (CMC) er et funktionelt additiv, der er meget brugt i forskellige brancher, såsom mad, farmaceutiske stoffer, papirfremstilling, tekstiler og minedrift. Det er afledt af naturlig cellulose, der er rigeligt i planter og andre biologiske materialer. CMC er en vandopløselig polymer med unikke egenskaber, herunder viskositet, hydrering, vedhæftning og vedhæftning.
CMC -egenskaber
CMC er et cellulosederivat, der er kemisk modificeret ved at introducere carboxymethylgrupper i dens struktur. Denne modifikation forbedrer opløseligheden og hydrofiliciteten af cellulose og forbedrer derved funktionaliteten. Egenskaberne ved en CMC afhænger af dens grad af substitution (DS) og molekylvægt (MW). DS defineres som det gennemsnitlige antal carboxymethylgrupper pr. Glukoseenhed i cellulosens rygrad, mens MW afspejler størrelsen og fordelingen af polymerkæderne.
En af de vigtigste egenskaber ved CMC er dens vandopløselighed. CMC er let opløselig i vand og danner en viskøs opløsning med pseudoplastiske egenskaber. Denne rheologiske opførsel er resultatet af intermolekylære interaktioner mellem CMC -molekyler, hvilket resulterer i et fald i viskositet under forskydningsspænding. Den pseudoplastiske karakter af CMC -løsninger gør dem velegnede til en række anvendelser, såsom fortykningsmidler, stabilisatorer og suspenderende midler.
Et andet vigtigt træk ved CMC er dens filmdannende evne. CMC -løsninger kan kastes i film med fremragende mekaniske egenskaber, gennemsigtighed og fleksibilitet. Disse film kan bruges som belægninger, laminater og emballagematerialer.
Derudover har CMC gode bindings- og bindingsegenskaber. Det danner en stærk binding med forskellige overflader, herunder træ, metal, plast og stof. Denne egenskab har ført til brugen af CMC i produktionen af belægninger, klæbemidler og blæk.
CMC viskositet
Viskositeten af CMC -opløsninger afhænger af flere faktorer, såsom koncentration, DS, MW, temperatur og pH. Generelt udviser CMC -opløsninger højere viskositeter ved højere koncentrationer, DS og MW. Viskositet øges også med faldende temperatur og pH.
Viskositeten af CMC -opløsninger styres af interaktionen mellem polymerkæderne og opløsningsmiddelmolekyler i opløsningen. CMC -molekyler interagerer med vandmolekyler gennem brintbindinger, hvilket danner en hydratiseringsskal omkring polymerkæderne. Denne hydratiseringsskal reducerer mobiliteten af polymerkæderne og øger derved opløsningens viskositet.
Den rheologiske opførsel af CMC -opløsninger er kendetegnet ved flowkurver, der beskriver forholdet mellem forskydningsspænding og forskydningshastighed for opløsningen. CMC-løsninger udviser ikke-Newtonian flowadfærd, hvilket betyder, at deres viskositet ændres med forskydningshastighed. Ved lave forskydningshastigheder er viskositeten af CMC -opløsninger højere, mens viskositeten ved høje forskydningshastigheder falder. Denne forskydningsfortyndende opførsel skyldes polymerkæder, der justeres og strækker sig under forskydningsspænding, hvilket resulterer i reducerede intermolekylære kræfter mellem kæder og et fald i viskositet.
Anvendelse af CMC
CMC er vidt brugt på forskellige felter på grund af dets unikke egenskaber og rheologisk opførsel. I fødevareindustrien bruges CMC som en fortykningsmiddel, stabilisator, emulgator og teksturforbedring. Det føjes til fødevarer som is, drikkevarer, saucer og bagværk for at forbedre deres struktur, konsistens og holdbarhed. CMC forhindrer også dannelse af iskrystaller i frosne fødevarer, hvilket resulterer i et glat, cremet produkt.
I den farmaceutiske industri bruges CMC som et bindemiddel, opløsende og kontrolleret frigørelsesmiddel i tabletformuleringer. Forbedre kompressibiliteten og fluiditeten af pulveret og sikre tabletternes ensartethed og stabilitet. På grund af dets mucoadhæsive og bioadhæsive egenskaber bruges CMC også som en excipient i oftalmiske, nasale og orale formuleringer.
I papirindustrien bruges CMC som et vådt ende tilsætningsstof, belægningsbindemiddel og størrelsespresseagent. Det forbedrer masseopbevaring og dræning, øger papirstyrken og densiteten og giver en glat og skinnende overflade. CMC fungerer også som en vand- og oliebarriere, hvilket forhindrer blæk eller andre væsker i at trænge ind i papiret.
I tekstilindustrien bruges CMC som størrelsesmiddel, udskrivning af fortykningsmiddel og farvning af hjælpestof. Det forbedrer fiberadhæsion, forbedrer farveindtrængning og fiksering og reducerer friktion og rynker. CMC giver også stoffet blødhed og stivhed afhængigt af polymerens DS og MW.
I minesektoren bruges CMC som en flokkulant, inhibitor og rheologimodifikator i mineralforarbejdning. Det forbedrer bundfældning og filtrering af faste stoffer, minimerer adskillelse fra kulgangue og kontrollerer ophængsviskositet og stabilitet. CMC reducerer også miljøpåvirkningen af minedriften ved at minimere brugen af giftige kemikalier og vand.
Afslutningsvis
CMC er et alsidigt og værdifuldt additiv, der udviser unikke egenskaber og viskositet på grund af dens kemiske struktur og interaktion med vand. Dens opløselighed, filmdannende evne, bindings- og adhæsionsegenskaber gør det velegnet til forskellige anvendelser i fødevarer, farmaceutisk, papir, tekstil og minesektorer. Viskositeten af CMC-opløsninger kan kontrolleres af flere faktorer, såsom koncentration, DS, MW, temperatur og pH, og kan karakteriseres ved dens pseudoplastiske og forskydningsfortyndende opførsel. CMC har en positiv indflydelse på kvaliteten, effektiviteten og bæredygtigheden af produkter og processer, hvilket gør det til en væsentlig del af den moderne industri.
Posttid: SEP-25-2023