Il carbossimetil cellulosa di sodio (CMC) è un composto polimerico ampiamente utilizzato in molti settori come cibo, medicina, cosmetici, tessuti, carta e perforazione petrolifera. È ottenuto mediante modifica chimica della cellulosa. Le sue caratteristiche strutturali sono che alcuni gruppi idrossilici nelle molecole di cellulosa sono sostituiti da gruppi carbossimetilici (–ch2cooh) e combinati con ioni di sodio per formare sali di sodio solubili in acqua.
1. Struttura chimica e proprietà
La formula chimica del carbossimetil cellulosa di sodio è (C6H7O2 (OH) 2Ch2Coona) N, che ha una certa solubilità e assorbimento d'acqua. La sua struttura di base è una struttura lineare composta da molecole monomeri-glucosio di cellulosio. Dopo la modifica chimica, alcuni o tutti i gruppi idrossilici sulle molecole di cellulosa vengono sostituiti da gruppi carbossimetilici per formare molecole solubili in acqua con cariche negative. In particolare, la catena molecolare di carbossimetil cellulosa di sodio contiene un gran numero di gruppi carbossimetilici (–ch2cooh), che possono interagire con molecole d'acqua, dandogli una buona solubilità e caratteristiche di viscosità.
CMC ha le seguenti proprietà di base:
Solubilità dell'acqua: il carbossimetil cellulosa di sodio può essere rapidamente sciolto in acqua per formare una soluzione colloidale uniforme.
Viscosità: la soluzione acquosa CMC ha un'alta viscosità e la viscosità è correlata al suo peso molecolare e alla concentrazione di soluzione.
Stabilità: la CMC ha una buona stabilità per acido, alcali e alta temperatura, ma in un forte ambiente acido o alcalino, la stabilità di CMC diminuirà.
Regolabilità: regolando il peso molecolare e il grado di sostituzione della CMC, le sue proprietà fisiche e chimiche possono essere controllate con precisione.
2. Metodo di preparazione
Il carbossimetil cellulosa di sodio viene solitamente preparato reagendo cellulosa e cloroacetato di sodio in un ambiente alcalino. I passaggi specifici sono i seguenti:
Pretrattamento della cellulosa: in primo luogo, la cellulosa (come la fibra di cotone) viene lavata per rimuovere le impurità.
Reazione di alcalinizzazione: la cellulosa pretrattata viene reagito con soluzione di idrossido di sodio per separare la parte idrossilica nella molecola di cellulosa per formare un sale di sodio di cellulosa attivo.
Reazione di sostituzione: in condizioni alcaline, viene aggiunta il cloroacetato di sodio e il cloroacetato di sodio reagisce con cellulosa di sodio, in modo che i gruppi idrossilici sulle molecole di cellulosa siano sostituiti da gruppi carbossimetilici.
Lavaggio e asciugatura: dopo il completamento della reazione, il prodotto viene lavato con acqua per rimuovere le impurità e infine si ottiene il carbossimetil cellulosa di sodio purificato.
3. Campi applicativi
Grazie alla sua buona solubilità in acqua, ispessimento e stabilità, il carbossimetil cellulosa di sodio è ampiamente utilizzato nei seguenti campi:
Industria alimentare: come addensante, stabilizzatore, emulsionante, agente gelificante, ecc. Si trova comunemente in alimenti come gelato, gelatina, condimento, zuppa istantanea, ecc. La sua funzione principale è migliorare il gusto del cibo, prolungare la durata della conservazione e aumentare la coerenza.
Industria farmaceutica: come legante, agente a rilascio prolungato, agente di sospensione e addensante per i farmaci, viene utilizzato in compresse, capsule, liquidi orali, unguenti topici e altri preparativi. Inoltre, la CMC viene anche utilizzata come materiale emostatico per chirurgia e materiali dentali.
Industria cosmetica: utilizzata nella produzione di lozioni, creme, shampoo, dentifrici e altri prodotti come addensante e stabilizzatore. Può regolare la viscosità del prodotto e migliorare l'esperienza dell'utente.
Industria di fabbricazione della carta: come agente di trattamento superficiale per carta, la CMC può migliorare la resistenza, la resistenza all'acqua e la stampabilità della carta e ridurre la polvere sulla superficie della carta.
Pracatura dell'olio: durante la perforazione dell'olio, la CMC viene utilizzata nel fluido di perforazione per addensare e stabilizzare il fluido di perforazione, aiutare a rimuovere le talee di roccia attorno alla punta del trapano e stabilizzare la parete del pozzo.
Industria tessile: come disperso di colorante e additivo in pasta di stampa, CMC può migliorare l'uniformità della tintura e la qualità dei tessuti.
4. Sicurezza e impatto ambientale
Il carbossimetil cellulosa di sodio è generalmente considerato sicuro e il suo uso in cibo e medicina è stato approvato dal codice internazionale degli additivi alimentari e dalle norme pertinenti di molti paesi. Non è tossico per il corpo umano e non avrà un impatto significativo sull'ambiente ecologico, quindi è ampiamente utilizzato.
Tuttavia, sebbene la stessa CMC sia rispettosa dell'ambiente, il suo processo di produzione può comportare l'uso di alcuni reagenti chimici e problemi di trattamento delle acque reflue. Pertanto, è necessario prestare attenzione alle misure di protezione ambientale durante il processo di produzione per ridurre l'emissione di sostanze dannose.
Il carbossimetil cellulosa di sodio è un materiale polimerico ampiamente usato e multifunzionale. Le sue proprietà ispessenti, stabilizzanti e gelificanti lo rendono importante per molti settori. Dal cibo, nella medicina all'industria, la CMC svolge un ruolo importante. Con il continuo avanzamento della tecnologia in futuro, il campo dell'applicazione di CMC potrebbe essere ulteriormente ampliato.
Tempo post: febbraio 20-2025