Natriumkarboksymetylcellulose er mye brukt i industri, farmasøytiske produkter og matproduksjon. Denne forbindelsen er laget på basis av tre og er et biologisk inert materiale, det vil si at den ikke deltar i fysiologiske prosesser. På grunn av de spesielle egenskapene til løsninger med denne komponenten, er det mulig å regulere viskositeten til stoffer og andre tekniske parametere.
Description
Natriumkarboksymetylcellulose (CMC) er natriums altet av celluloseglykolsyre. Det kjemiske navnet på forbindelsen i henhold til IUPAC-nomenklaturen: poly-1, 4-β-O-karboksymetyl-D-pyranosyl-D-glykopyranosenatrium.
Empirisk formel for natriumkarboksymetylcellulose teknisk: [C6H7 O2 (OH)3-x(OCH2 COONa)x] . I dette uttrykket er x substitusjonsgraden for CH2-COOH-grupper, og n er graden av polymerisasjon.
Strukturformelen er vist i figuren nedenfor.
Properties
I utseende er teknisk natriumkarboksymetylcellulose et pulveraktig, finkornet eller luktfritt fibrøst materiale med en bulkdensitet på 400–800 kg/m3.
Na-CMC har følgende egenskaper:
-
molekylvekt av forbindelse – [236];
- løses raskt i både varmt og kaldt vann, uløselig i mineraloljer og organiske væsker;
- danner filmer som er motstandsdyktige mot oljer, fett og organiske løsemidler;
- øker viskositeten til løsninger og gjør dem tiksotrope - med en økning i mekanisk virkning oppstår en reduksjon i strømningsmotstand;
- absorberer vanndamp fra luftbrønnen, så stoffet må oppbevares i tørre rom (under normale forhold inneholder det 9-11 % fuktighet);
- forbindelse er ikke-giftig, ikke-eksplosiv, men kan antennes i støvete tilstand (selvantennelsestemperatur +212 °C);
- viser egenskapene til en anionisk polyelektrolytt i løsninger.
Når temperaturen endres, varierer laboratorieviskositeten til natriumkarboksymetylcellulose i løsninger sterkt. Dette er en av de viktigste egenskapene til denne forbindelsen, som bestemmer omfanget av dens anvendelse. En høy grad av polymerisasjon gir høy viskositet og omvendt. Ved pH<6 eller høyere enn 9, redusert strømningsmotstandsynker betydelig. Derfor er dette s altet tilrådelig å bruke i nøytrale og lett alkaliske miljøer. Viskositetsendringer under normale forhold er reversible.
Natriumkarboksymetylcellulose har også kjemisk kompatibilitet med mange andre stoffer (stivelse, gelatin, glyserin, vannløselige harpikser, latekser). Når det varmes opp til temperaturer over 200 °C, brytes s alt ned til natriumkarbonat.
Den viktigste faktoren som påvirker egenskapene til denne forbindelsen er graden av polymerisering. Løselighet, stabilitet, mekaniske egenskaper og hygroskopisitet avhenger av molekylvekt. Stoffet produseres i syv grader etter polymerisasjonsgrad og to grader etter innholdet av hovedstoffet.
Motta
Natriumkarboksymetylcellulose har vært kommersielt produsert siden 1946. CMC-produksjon utgjør nå minst 47 % av totale celluloseetere.
Hovedråstoffet for syntesen av denne forbindelsen er trecellulose, den vanligste organiske polymeren. Fordelene er lav pris, biologisk nedbrytbarhet, mangel på toksisitet og enkel prosesseringsteknologi.
Natriumkarboksymetylcellulose oppnås ved å reagere alkalicellulose med C₂H₃ClO₂ (monokloreddiksyre) eller dets natriums alt. De siste årene har det vært arbeidet med å finne nye kilder for utvinning av råvarer (lin, halm, korn, jute, sisal og andre), da etterspørselen etter dette materialet stadig øker. Vasking brukes til å forbedre kvaliteten på stoffet.det ferdige s altet fra urenheter, aktivere cellulose eller virke på det med mikrobølgestråling.
natriumkarboksymetylcellulose: industrielle applikasjoner
På grunn av sine spesielle egenskaper, brukes CMC til følgende formål:
- fortykning av ulike formuleringer, gelatinering;
- binding av fine partikler i malingsfilmer (filmdannelse);
- bruk som et vannholdende middel;
- stabilisering av fysiske og kjemiske egenskaper;
- øke viskositeten til løsninger for å fordele ingrediensene jevnt;
- reologisk modifikasjon;
- forebygging av koagulering (vedheft av suspenderte partikler).
En av de største brukerne av natriumkarboksymetylcellulose er olje- og gassindustrien, der forbindelsen brukes til å forbedre ytelsen til borevæsker.
Stoffet brukes også til fremstilling av følgende tekniske produkter:
- vaskemidler;
- trykkprodukter;
- mørtler for konstruksjonsavslutningsarbeid;
-
lim, dimensjoneringsmaterialer;
- tørre byggeblandinger, sement (for å hindre sprekkdannelse);
- malingsmaterialer;
- smøring-kjølevæsker;
- medium for herding av skinner;
- belegg sveiseelektroder og annet.
Natriumkarboksymetylcellulose brukes til å stabilisere skum i brannslukking, næringsmiddelindustrien, i produksjon av parfyme og keramikk. Teknikere anslår at denne forbindelsen brukes i mer enn 200 felt innen ingeniørfag og medisin.
Beskyttende belegg
En av de lovende retningene er introduksjonen av nanopartikler syntetisert fra CMC-suspensjoner som additiver-stabilisatorer i korrosjonsbestandige belegg. Dette lar deg endre strukturen til polymerer, øke vedheft med basismaterialet, forbedre de fysiske og mekaniske egenskapene til belegget uten en betydelig økning i kostnadene for sammensetningen. Nanopartikler danner mikroklynger, noe som gjør det mulig å oppnå kompositter med verdifulle tekniske egenskaper.
Fordelen med dette tillegget er også at det er miljøvennlig og biologisk nedbrytbart. Produksjonen krever ikke bruk av organiske løsemidler, derfor reduseres risikoen for forurensning av avløpsvann og atmosfæren, det er ikke nødvendig å bruke spesialutstyr og et høyt temperaturområde.
Kosttilskudd
Karboksymetylcellulosenatrium brukes som tilsetningsstoff (E-466) i en konsentrasjon på ikke mer enn 8 g/kg. Stoffet utfører flere funksjoner i produkter:
- thickening;
- stabiliserende egenskaper;
- holdfuktighet;
- forlengelse av holdbarhet;
- konservering av kostfiber etter tining.
Oftest tilsettes denne forbindelsen til hurtigmat, iskrem, godteri, syltetøy, gelé, smelteost, margarin, yoghurt, hermetisk fisk.
Medisin og kosmetikk
I den farmasøytiske industrien brukes natriumkarboksymetylcellulose i legemiddelgrupper som:
- øyedråper, injeksjonsvæsker - for å forlenge den terapeutiske effekten;
- tabletskall - for å regulere frigjøringen av det aktive stoffet;
- emulsjoner, geler og salver - for å stabilisere formative stoffer;
- antacida - som ionebytter og kompleksdannende komponenter.
I produksjonen av hygiene- og kosmetikkprodukter brukes denne forbindelsen som en del av tannkrem, sjampo, barber- og dusjgeler og kremer. Hovedfunksjonen er å stabilisere egenskapene og forbedre teksturen.
Effekt på mennesker og dyr
Natriumkarboksymetylcellulose er hypoallergen, biologisk inaktiv, har ingen kreftfremkallende effekt og svekker ikke reproduksjonsfunksjonen til levende organismer. Bruken som mattilsetningsstoffer i en sikker konsentrasjon fører ikke til negative konsekvenser. Støvet i forbindelsen kan forårsake irritasjon hvis det kommer inn i øynene og øvre luftveier (MACaerosol er 10 mg/m3).
Filmer som inneholder natriums alt frigjør den aktive ingrediensen i det alkaliske miljøet i tarmen. Forbindelsen skilles ut fra menneskekroppen og dyrene uendret. I vannforekomster for økonomiske formål tilhører stoffet den tredje fareklassen (middels farlig). MPC i dette tilfellet er 2 mg/l.
