Natriumkarboximetylcellulosa används i stor utsträckning inom industri, läkemedel och livsmedelsproduktion. Denna förening är gjord på basis av trä och är ett biologiskt inert material, det vill säga det deltar inte i fysiologiska processer. På grund av de speciella egenskaperna hos lösningar med denna komponent är det möjligt att reglera ämnens viskositet och andra tekniska parametrar.
Description
Natriumkarboximetylcellulosa (CMC) är natriums altet av cellulosaglykolsyra. Det kemiska namnet på föreningen enligt IUPAC-nomenklaturen: poly-1, 4-β-O-karboximetyl-D-pyranosyl-D-glykopyranosnatrium.
empirisk formel för natriumkarboximetylcellulosa teknisk: [C6H7 O2 (OH)3-x(OCH2 COONa)x] . I detta uttryck är x substitutionsgraden för CH2-COOH-grupper, och n är graden av polymerisation.
Strukturformeln visas i figuren nedan.
Properties
Teknisk natriumkarboximetylcellulosa är ett pulverformigt, finkornigt eller luktfritt fibröst material med en bulkdensitet på 400–800 kg/m3.
Na-CMC har följande egenskaper:
-
molekylvikt av förening – [236];
- löser sig snabbt i både varmt och kallt vatten, olösligt i mineraloljor och organiska vätskor;
- bildar filmer som är resistenta mot oljor, fetter och organiska lösningsmedel;
- ökar lösningarnas viskositet och gör dem tixotropa - med en ökning av mekanisk verkan uppstår en minskning av flödesmotståndet;
- absorberar vattenånga från luftbrunnen, så ämnet måste förvaras i torra rum (under normala förhållanden innehåller det 9-11 % fukt);
- förening är ogiftig, icke-explosiv, men kan antändas i dammigt tillstånd (självantändningstemperatur +212 °C);
- uppvisar egenskaperna hos en anjonisk polyelektrolyt i lösningar.
När temperaturen ändras varierar laboratorieviskositeten för natriumkarboximetylcellulosa i lösningar mycket. Detta är en av de viktigaste egenskaperna hos denna förening, som bestämmer omfattningen av dess tillämpning. En hög grad av polymerisation ger en hög viskositet och vice versa. Vid pH<6 eller högre än 9, reducerat flödesmotståndsjunker rejält. Därför är detta s alt tillrådligt att använda i neutrala och lätt alkaliska miljöer. Viskositetsförändringar under normala förhållanden är reversibla.
Natriumkarboximetylcellulosa har också kemisk kompatibilitet med många andra ämnen (stärkelse, gelatin, glycerin, vattenlösliga hartser, latex). Vid upphettning till temperaturer över 200 °C sönderdelas s alt till natriumkarbonat.
Den huvudsakliga faktorn som påverkar egenskaperna hos denna förening är graden av polymerisation. Löslighet, stabilitet, mekaniska egenskaper och hygroskopicitet beror på molekylvikten. Ämnet tillverkas i sju kvaliteter efter polymerisationsgrad och två kvaliteter efter innehållet i huvudämnet.
Receive
Natriumkarboximetylcellulosa har tillverkats kommersiellt sedan 1946. CMC-produktionen står nu för minst 47 % av de totala cellulosaetrarna.
Det huvudsakliga råmaterialet för syntesen av denna förening är träcellulosa, den vanligaste organiska polymeren. Dess fördelar är lågt pris, biologisk nedbrytbarhet, brist på toxicitet och enkel bearbetningsteknik.
Natriumkarboximetylcellulosa erhålls genom att reagera alkalicellulosa med C₂H₃ClO₂ (monoklorättiksyra) eller dess natriums alt. Under de senaste åren har ett arbete pågått med att hitta nya källor för utvinning av råvaror (lin, halm, spannmål, jute, sisal med flera), eftersom efterfrågan på detta material ständigt växer. Tvättning används för att förbättra kvaliteten på ämnet.det färdiga s altet från föroreningar, aktivera cellulosa eller agera på det med mikrovågsstrålning.
Natriumkarboximetylcellulosa: industriella tillämpningar
På grund av dess speciella egenskaper används CMC för följande ändamål:
- förtjockning av olika formuleringar, gelatinering;
- binder fina partiklar i färgfilmer (filmbildning);
- används som vattenkvarhållande medel;
- stabilisering av fysikaliska och kemiska egenskaper;
- ökning av viskositeten hos lösningar för att fördela ingredienserna jämnt;
- reologisk modifiering;
- förebyggande av koagulering (vidhäftning av suspenderade partiklar).
En av de största användarna av natriumkarboximetylcellulosa är olje- och gasindustrin, där blandningen används för att förbättra prestandan hos borrvätskor.
Ämnet används även vid tillverkning av följande tekniska produkter:
- tvättmedel;
-
tryckprodukter;
- bruk för byggnadsarbeten;
- lim, limningsmaterial;
- torra byggblandningar, cement (för att förhindra sprickbildning);
- färgmaterial;
- smörj-kylvätskor;
- medium för härdning av skenor;
- beläggning av svetselektroder och andra.
Natriumkarboximetylcellulosa används för att stabilisera skum vid brandbekämpning, livsmedelsindustrin, vid tillverkning av parfymer och keramik. Tekniker uppskattar att denna förening används inom mer än 200 områden inom teknik och medicin.
Skyddsbeläggningar
En av de lovande riktningarna är introduktionen av nanopartiklar syntetiserade från CMC-suspensioner som tillsatser-stabilisatorer i korrosionsbeständiga beläggningar. Detta gör att du kan ändra strukturen hos polymerer, öka vidhäftningen med basmaterialet, förbättra beläggningens fysiska och mekaniska egenskaper utan en betydande ökning av kostnaden för kompositionen. Nanopartiklar bildar mikrokluster, vilket gör det möjligt att erhålla kompositer med värdefulla tekniska egenskaper.
Fördelen med detta tillägg är också att det är miljövänligt och biologiskt nedbrytbart. Dess produktion kräver inte användning av organiska lösningsmedel, därför minskar risken för förorening av avloppsvatten och atmosfären, det finns inget behov av att använda specialutrustning och ett högt temperaturområde.
Kosttillskott
Natriumkarboximetylcellulosa används som livsmedelstillsats (E-466) i en koncentration på högst 8 g/kg. Ämnet har flera funktioner i produkter:
- förtjockning;
- stabiliserande egenskaper;
- hållfukt;
- förlängning av hållbarhet;
- konservering av kostfiber efter upptining.
Oftast tillsätts denna förening till snabbmat, glass, konfektyr, marmelad, gelé, smältost, margarin, yoghurt, konserverad fisk.
Medicin och kosmetologi
Inom läkemedelsindustrin används natriumkarboximetylcellulosa i läkemedelsgrupper som:
- ögondroppar, injektionslösningar - för att förlänga den terapeutiska effekten;
- tablettskal - för att reglera frisättningen av den aktiva substansen;
- emulsioner, geler och salvor - för att stabilisera bildande ämnen;
- antacida - som jonbyte och komplexbildande komponenter.
Vid tillverkning av hygien- och kosmetiska produkter används denna förening som en del av tandkrämer, schampon, rak- och duschgeler och krämer. Huvudfunktionen är att stabilisera egenskaperna och förbättra texturen.
Effekt på människor och djur
Natriumkarboximetylcellulosa är hypoallergen, biologiskt inaktiv, har ingen cancerframkallande effekt och försämrar inte levande organismers reproduktionsfunktion. Användningen som livsmedelstillsatser i en säker koncentration leder inte till negativa konsekvenser. Dammet av föreningen kan orsaka irritation om det kommer in i ögonen och de övre luftvägarna (MACaerosol är 10 mg/m3).
Filmer som innehåller natriums alt frigör den aktiva ingrediensen i den alkaliska miljön i tarmen. Substansen utsöndras oförändrad från människokroppen och djuren. I vattendrag för ekonomiska ändamål tillhör ämnet den tredje faroklassen (måttligt farligt). MPC i detta fall är 2 mg/l.
