Natriumkarboksimetielsellulose word wyd gebruik in die industrie, farmaseutiese produkte en voedselproduksie. Hierdie verbinding word gemaak op die basis van hout en is 'n biologies inerte materiaal, dit wil sê, dit neem nie deel aan fisiologiese prosesse nie. As gevolg van die spesiale eienskappe van oplossings met hierdie komponent, is dit moontlik om die viskositeit van stowwe en ander tegniese parameters te reguleer.
Beskrywing
Natriumkarboksimetielsellulose (CMC) is die natriumsout van selluloseglikolsuur. Die chemiese naam van die verbinding volgens die IUPAC-nomenklatuur: poli-1, 4-β-O-karboksimetiel-D-piranosiel-D-glikopiranose natrium.
Empiriese formule van natriumkarboksimetielsellulose tegnies: [C6H7 O2 (OH)3-x(OCH2 COONa)x] . In hierdie uitdrukking is x die graad van substitusie vir CH2-COOH-groepe, en n is die graad van polimerisasie.
Die struktuurformule word in die figuur hieronder getoon.
Properties
In voorkoms is tegniese natriumkarboksimetielsellulose 'n poeieragtige, fynkorrelige of reuklose veselagtige materiaal met 'n massadigtheid van 400–800 kg/m3.
Na-CMC het die volgende kenmerke:
-
molekulêre gewig van verbinding – [236];
- los vinnig op in warm en koue water, onoplosbaar in minerale olies en organiese vloeistowwe;
- vorm films wat bestand is teen olies, ghries en organiese oplosmiddels;
- verhoog die viskositeit van oplossings en maak hulle tiksotroop - met 'n toename in meganiese aksie vind 'n afname in vloeiweerstand plaas;
- absorbeer waterdamp uit die lug goed, dus moet die stof in droë kamers gestoor word (onder normale toestande bevat dit 9-11% vog);
- verbinding is nie-giftig, nie-plofbaar, maar kan in 'n stowwerige toestand ontbrand (selfontbrandingstemperatuur +212 °C);
- vertoon die eienskappe van 'n anioniese poli-elektroliet in oplossings.
Wanneer die temperatuur verander, verskil die laboratoriumviskositeit van natriumkarboksimetielsellulose in oplossings baie. Dit is een van die belangrikste kenmerke van hierdie verbinding, wat die omvang van die toepassing daarvan bepaal. 'n Hoë graad van polimerisasie verskaf 'n hoë viskositeit en omgekeerd. By pH<6 of meer as 9, verminder vloeiweerstandaansienlik daal. Daarom is dit raadsaam om hierdie sout in neutrale en effens alkaliese omgewings te gebruik. Viskositeitsveranderinge onder normale toestande is omkeerbaar.
Natriumkarboksimetielsellulose het ook chemiese verenigbaarheid met baie ander stowwe (stysel, gelatien, gliserien, wateroplosbare harse, latekse). Wanneer dit verhit word tot temperature bo 200 °C, ontbind sout tot natriumkarbonaat.
Die hooffaktor wat die eienskappe van hierdie verbinding beïnvloed, is die graad van polimerisasie. Oplosbaarheid, stabiliteit, meganiese eienskappe en higroskopisiteit hang af van molekulêre gewig. Die stof word in sewe grade geproduseer volgens die graad van polimerisasie en twee grade volgens die inhoud van die hoofstof.
Ontvang
Natriumkarboksimetielsellulose word sedert 1946 kommersieel vervaardig. CMC-produksie maak nou ten minste 47% van die totale sellulose-eters uit.
Die belangrikste grondstof vir die sintese van hierdie verbinding is houtsellulose, die mees algemene organiese polimeer. Die voordele daarvan is lae prys, bioafbreekbaarheid, gebrek aan toksisiteit en gemak van verwerkingstegnologie.
Natriumkarboksimetielsellulose word verkry deur alkalisellulose met C₂H₃ClO₂ (monochloorasynsuur) of sy natriumsout te laat reageer. In onlangse jare is daar gewerk om nuwe bronne vir die ontginning van grondstowwe (vlas, strooi, graan, jute, sisal en ander) te vind, aangesien die vraag na hierdie materiaal voortdurend groei. Wasgoed word gebruik om die kwaliteit van die stof te verbeter.die voltooide sout van onsuiwerhede, aktiveer sellulose of werk daarop met mikrogolfstraling.
natriumkarboksimetielsellulose: industriële toepassings
As gevolg van sy spesiale eienskappe, word CMC vir die volgende doeleindes gebruik:
- verdikking van verskeie formulerings, gelatienering;
- binding van fyn deeltjies in verffilms (filmvorming);
- gebruik as 'n waterhoumiddel;
- stabilisering van fisiese en chemiese eienskappe;
- verhoging van die viskositeit van oplossings om hul bestanddele eweredig te versprei;
- reologiese modifikasie;
- voorkoming van stolling (adhesie van gesuspendeerde deeltjies).
Een van die grootste gebruikers van natriumkarboksimetielsellulose is die olie- en gasbedryf, waar die verbinding gebruik word om die werkverrigting van boorvloeistowwe te verbeter.
Die stof word ook gebruik in die vervaardiging van die volgende tegniese produkte:
- skoonmaakmiddels;
- drukprodukte;
- mortiere vir konstruksie-afwerking;
- kleefmiddels, maatmateriaal;
- droë boumengsels, sement (om krake te voorkom);
- verfmateriaal;
- smeer-koelmiddels;
- medium vir verharding van relings;
- coating sweiselektrodes en ander.
Natriumkarboksimetielsellulose word gebruik om skuim te stabiliseer in brandbestryding, die voedselbedryf, in die vervaardiging van parfuum en keramiek. Tegnici skat dat hierdie verbinding in meer as 200 velde van ingenieurswese en medisyne gebruik word.
Beskermende bedekkings
Een van die belowende rigtings is die bekendstelling van nanopartikels wat uit CMC-suspensies gesintetiseer is as bymiddels-stabiliseerders in korrosiebestande bedekkings. Dit laat jou toe om die struktuur van polimere te verander, adhesie met die basismateriaal te verhoog, die fisiese en meganiese eienskappe van die laag te verbeter sonder 'n beduidende toename in die koste van die samestelling. Nanopartikels vorm mikroclusters, wat dit moontlik maak om samestellings met waardevolle tegniese eienskappe te verkry.
Die voordeel van hierdie aanvulling is ook dat dit omgewingsvriendelik en bioafbreekbaar is. Die produksie daarvan vereis nie die gebruik van organiese oplosmiddels nie, daarom word die risiko van besoedeling van afvalwater en die atmosfeer verminder, dit is nie nodig om gespesialiseerde toerusting en 'n hoë temperatuurreeks te gebruik nie.
Dieetaanvulling
Karboksimetielsellulose-natrium word as 'n voedseladditief (E-466) gebruik teen 'n konsentrasie van nie meer as 8 g/kg nie. Die stof verrig verskeie funksies in produkte:
- verdikking;
- stabiliserende eienskappe;
- houvog;
- verlenging van raklewe;
- bewaring van dieetvesel na ontdooiing.
Hierdie verbinding word meestal by kitskos, roomys, lekkergoed, marmelade, jellie, verwerkte kaas, margarien, jogurt, ingemaakte vis gevoeg.
Medisyne en skoonheidsmiddels
In die farmaseutiese industrie word natriumkarboksimetielsellulose gebruik in geneesmiddelgroepe soos:
- oogdruppels, oplossings vir inspuitings - om die terapeutiese effek te verleng;
- tabletdoppies - om die vrystelling van die aktiewe stof te reguleer;
- emulsies, gels en salwe - om formatiewe stowwe te stabiliseer;
- teensuurmiddels - as ioon-uitruiling en komplekserende komponente.
In die vervaardiging van higiëne- en kosmetiese produkte word hierdie verbinding gebruik as deel van tandepasta, sjampoe, skeer- en stortgels, en ys. Die hooffunksie is om die eienskappe te stabiliseer en die tekstuur te verbeter.
Effekt op mense en diere
Natriumkarboksimetielsellulose is hipoallergeen, biologies onaktief, het nie 'n karsinogene effek nie en benadeel nie die voortplantingsfunksie van lewende organismes nie. Die gebruik as voedselbymiddels in 'n veilige konsentrasie lei nie tot negatiewe gevolge nie. Die stof van die verbinding kan irritasie veroorsaak as dit die oë en boonste lugweë (MACaërosol is 10 mg/m3).
Films wat natriumsout bevat stel die aktiewe bestanddeel vry in die alkaliese omgewing van die ingewande. Die verbinding word onveranderd uit die menslike liggaam en diere uitgeskei. In waterliggame vir ekonomiese doeleindes behoort die stof tot die derde gevaarklas (matig gevaarlik). MPC in hierdie geval is 2 mg/l.
