Што е натриум карбоксиметил целулоза?

Натриум карбоксиметил целулоза (CMC) е разноврсно и широко користено соединение со бројни апликации низ различни индустрии.

Вовед во натриум карбоксиметил целулоза (CMC)
Натриум карбоксиметил целулоза, често скратена како CMC, е дериват на целулоза, еден од најобилните природни полимери на земјата. Целулозата, составена од повторувачки единици за гликоза поврзани со гликозидни врски β (1 → 4), првенствено се наоѓа во клеточните wallsидови на растенијата, обезбедувајќи структурна поддршка. Тој е обновлив, биоразградлив и нетоксичен, што го прави привлечна суровина за разни индустриски апликации.

Структура и својства
CMC се синтетизира со модифицирање на целулоза преку хемиска реакција, каде што хидроксилните групи на 'рбетот на целулозата се заменуваат со карбоксиметил групи (-CH2-COOH). Оваа замена дава растворливост на вода и ги подобри реолошките својства на целулозата, што ја прави погодна за широк спектар на апликации.

Степенот на замена (ДС) се однесува на просечниот број на карбоксиметил групи по единица за гликоза во синџирот на целулоза и влијае на својствата на CMC. Повисоките вредности на ДС резултираат во зголемена растворливост на вода и вискозност.

CMC е обично достапен како бел до бел прашок, со различни големини на честички во зависност од неговата примена. Тоа е без мирис, без вкус и нетоксично, што го прави безбеден за употреба во храна и фармацевтски производи. CMC е стабилен под широк спектар на pH услови и покажува одлични својства за формирање на филмови.

Методи на производство
Производството на CMC вклучува неколку чекори:
Подготовка на целулоза: целулозата обично се извори од дрвена пулпа, памучни линтери или други растителни влакна. Целулозата се прочистува и се распаѓа во помали влакна за да се зголеми нејзината реактивност.

Реакција на етерификација: Прочистените целулозни влакна се третираат со натриум хидроксид (NaOH) за активирање на хидроксилни групи. Последователно, монохлороцетската киселина (или неговата натриум сол) се додава во мешавината на реакција за да се воведат карбоксиметил групи на 'рбетот на целулозата.

Неутрализација и миење: По реакцијата на етерификација, добиениот производ е неутрализиран со киселина за да се претвори во форма на натриум сол. ЦМЦ потоа се мие за да се отстранат нечистотиите и нуспроизводите.

Сушење и мелење: Прочистениот CMC се суши за да се отстрани вишокот на влага и да се меле за да се постигне посакуваната големина на честички.

Употреба и апликации
Натриум карбоксиметил целулоза наоѓа широки апликации низ различни индустрии:
Прехранбена индустрија: CMC се користи како задебелување, стабилизатор и агент за задржување на влагата во прехранбени производи, како што се млечни производи, печива, сосови и преливи. Ја подобрува текстурата, ја спречува синерезата и го подобрува устата во формулациите на храната.

Фармацевтски производи: Во фармацевтската индустрија, CMC се користи како врзивно средство во формулациите на таблетите, модификатор на вискозност во суспензии и лубрикант во офталмолошки раствори. Обезбедува униформа дистрибуција на лекови и контролирано ослободување.

Производи за лична нега: CMC е вклучен во производи за лична нега, како што се паста за заби, шампон и формулации за нега на кожата, како агент за задебелување, емулгатор и агент за формирање филмови.

Индустрија за хартија: Во правењето хартија, CMC се додава во формулациите на пулпа за подобрување на јачината на хартијата, површинските својства и задржување на адитиви како што се полнила и бои. Исто така, го подобрува дренажата и го намалува прашината за време на производството на хартија.

Текстилна индустрија: CMC се користи во процесите на печатење и боење како задебелување и врзивно средство за пигментни пасти. Тоа го олеснува униформата таложење на бојата и ја подобрува острината на печатените обрасци.

Индустрија за нафта и гас: CMC се користи во дупчење течности како вискосификатор и намалување на загубата на течности. Помага во одржувањето на стабилноста на дупките, да ги суспендира цврстите материи и контролната реологија на течноста за време на операциите за дупчење.

Градежна индустрија: Во градежни материјали како што се малтер, инјекциска смеса и гипс производи, ЦМЦ служи како агент за задржување на водата, подобрување на обработливоста и лепење.

Детергенти и производи за чистење: CMC се додава на детергенти, чистачи и производи за перење како агент за задебелување и стабилизирање. Го подобрува вискозноста на течните формулации и ги подобрува нивните вкупни перформанси.

Безбедносни размислувања
Натриум карбоксиметил целулоза генерално се смета за безбедна (ГРАС) за употреба во храна и фармацевтски апликации од страна на регулаторните агенции, како што се Управата за храна и лекови на САД (ФДА) и Европскиот орган за безбедност на храна (ЕФСА). Сепак, неопходно е да се обезбеди усогласеност со наведените стандарди за чистота и нивото на употреба за да се спречат какви било негативни ефекти.

Додека CMC се смета за нетоксично, прекумерно вдишување или внесување на честички од прашина може да предизвика иритација на респираторниот и гастроинтестиналниот тракт. Треба да се користи соодветна ракување и лична заштитна опрема (PPE) за време на процесите на производство и ракување.

Влијание на животната средина
CMC е изведен од обновливи извори, пред се целулоза базирана на растенија, што го прави својствено биоразградливо. Таа се подложува на ензимска деградација со целулази, на крајот се распаѓа во јаглерод диоксид, вода и биомаса.

Сепак, процесот на производство на ЦМЦ вклучува хемиски реакции и енергетски интензивни чекори, кои можат да придонесат за влијанија врз животната средина, како што се потрошувачката на енергија, емисиите на стакленички гасови и генерирање на отпадни води. Напорите за оптимизирање на процесите на производство, зголемување на енергетската ефикасност и минимизирање на отпадот можат да ги намалат овие проблеми во животната средина.

Натриум карбоксиметил целулоза (CMC) е разноврсно соединение со разновидни апликации низ храна, фармацевтски, текстил, хартија и други индустрии. Неговите уникатни својства како полимер растворлив во вода го прават неопходен во различни формулации, каде што служи како згуснувач, стабилизатор, врзивно средство и модификатор на вискозност.