Karboximetylcellulosa (CMC) är ett funktionellt tillsatsmedel som används allmänt i olika branscher såsom mat, läkemedel, papper, textilier och gruvdrift. Det härstammar från naturlig cellulosa, som är riklig i växter och andra biologiska material. CMC är en vattenlöslig polymer med unika egenskaper inklusive viskositet, hydrering, vidhäftning och vidhäftning.
CMC -egenskaper
CMC är ett cellulosaderivat som kemiskt modifieras genom att introducera karboximetylgrupper i dess struktur. Denna modifiering förbättrar lösligheten och hydrofiliciteten hos cellulosa och förbättrar därmed funktionaliteten. Egenskaperna för en CMC beror på dess grad av substitution (DS) och molekylvikt (MW). DS definieras som det genomsnittliga antalet karboximetylgrupper per glukosenhet i cellulosa -ryggraden, medan MW återspeglar storleken och fördelningen av polymerkedjorna.
En av de viktigaste egenskaperna för CMC är dess vattenlöslighet. CMC är lätt lösligt i vatten och bildar en viskös lösning med pseudoplastiska egenskaper. Detta reologiska beteende är resultatet av intermolekylära interaktioner mellan CMC -molekyler, vilket resulterar i en minskning av viskositeten under skjuvspänning. Den pseudoplastiska karaktären hos CMC -lösningar gör dem lämpliga för en mängd olika applikationer som förtjockningsmedel, stabilisatorer och upphängningsmedel.
En annan viktig egenskap hos CMC är dess filmbildande förmåga. CMC -lösningar kan kastas i filmer med utmärkta mekaniska egenskaper, transparens och flexibilitet. Dessa filmer kan användas som beläggningar, laminat och förpackningsmaterial.
Dessutom har CMC bra bindnings- och bindningsegenskaper. Det bildar en stark bindning med olika ytor, inklusive trä, metall, plast och tyg. Den här egenskapen har lett till användning av CMC vid produktion av beläggningar, lim och bläck.
CMC -viskositet
Viskositeten hos CMC -lösningar beror på flera faktorer såsom koncentration, DS, MW, temperatur och pH. I allmänhet uppvisar CMC -lösningar högre viskositeter vid högre koncentrationer, DS och MW. Viskositeten ökar också med minskande temperatur och pH.
Viskositeten hos CMC -lösningar styrs av interaktionen mellan polymerkedjorna och lösningsmedelsmolekylerna i lösningen. CMC -molekyler interagerar med vattenmolekyler genom vätebindningar och bildar ett hydratiseringsskal runt polymerkedjorna. Detta hydratiseringsskal minskar rörligheten hos polymerkedjorna och ökar därmed lösningens viskositet.
Det reologiska beteendet hos CMC -lösningar kännetecknas av flödeskurvor, som beskriver förhållandet mellan skjuvspänningen och skjuvhastigheten för lösningen. CMC-lösningar uppvisar icke-Newtoniskt flödesbeteende, vilket innebär att deras viskositet förändras med skjuvhastighet. Vid låga skjuvhastigheter är viskositeten hos CMC -lösningar högre, medan vid höga skjuvhastigheter minskar viskositeten. Detta skjuvtunnande beteende beror på polymerkedjor som anpassar och sträcker sig under skjuvspänning, vilket resulterar i reducerade intermolekylära krafter mellan kedjor och en minskning av viskositeten.
Applicering av CMC
CMC används allmänt inom olika områden på grund av dess unika egenskaper och reologiska beteende. I livsmedelsindustrin används CMC som förtjockningsmedel, stabilisator, emulgerings- och strukturförbättring. Det läggs till livsmedel som glass, drycker, såser och bakverk för att förbättra deras struktur, konsistens och hållbarhet. CMC förhindrar också bildning av iskristaller i frysta livsmedel, vilket resulterar i en slät, krämig produkt.
Inom läkemedelsindustrin används CMC som ett bindemedel, sönderdelning och kontrollerad frisättningsmedel i tablettformuleringar. Förbättra pulverets komprimerbarhet och flytande och säkerställa tabletternas enhetlighet och stabilitet. På grund av dess mucoadhesive och bioadhesiva egenskaper används CMC också som en hjälpämne i oftalmiska, nasala och orala formuleringar.
Inom pappersindustrin används CMC som ett vått sluttillsats, beläggningsbindemedel och storlekspressmedel. Det förbättrar massahållning och dränering, ökar pappersstyrkan och densiteten och ger en slät och blank yta. CMC fungerar också som en vatten- och oljebarriär, vilket förhindrar att bläck eller andra vätskor tränger igenom papperet.
Inom textilindustrin används CMC som storleksmedel, utskriftsförtjockare och färgning av hjälp. Det förbättrar fiber vidhäftning, förbättrar färggenomträngning och fixering och minskar friktion och rynkor. CMC ger också mjukhet och styvhet till tyget, beroende på polymerens DS och MW.
Inom gruvindustrin används CMC som en flockningsmedel, hämmare och reologimodifierare vid mineralbehandling. Det förbättrar sedimentering och filtrering av fasta ämnen, minimerar separationen från kolgange och kontrollerar suspension viskositet och stabilitet. CMC minskar också miljöpåverkan av gruvprocessen genom att minimera användningen av giftiga kemikalier och vatten.
avslutningsvis
CMC är ett mångsidigt och värdefullt tillsats som uppvisar unika egenskaper och viskositet på grund av dess kemiska struktur och interaktion med vatten. Dess löslighet, filmbildande förmåga, bindande och vidhäftningsegenskaper gör det lämpligt för olika tillämpningar inom mat-, läkemedels-, pappers-, textil- och gruvsektorerna. Viskositeten hos CMC-lösningar kan kontrolleras av flera faktorer, såsom koncentration, DS, MW, temperatur och pH, och kan kännetecknas av dess pseudoplastiska och skjuvtunnande beteende. CMC har en positiv inverkan på kvaliteten, effektiviteten och hållbarheten hos produkter och processer, vilket gör det till en väsentlig del av den moderna industrin.
Posttid: Sep-25-2023