Carboxymethyl Cellulose (CMC) is a water-soluble cellulose derivative. It is an anionic polymer compound formed by the reaction of cellulose with sodium chloroacetate under alkaline conditions, where part of the hydroxyl groups are replaced by carboxymethyl groups. CMC is widely used in many fields such as food, medicine, Papermer, textiles, forage d'huile, matériaux de construction et cosmétiques pour ses excellentes propriétés d'épaississement, de suspension, de formation de films, de stabilisation et de protection des colloïdes .
Les groupes carboxylméthyl sur la chaîne moléculaire CMC lui donnent une excellente hydrophilie et une solubilité aquatique réglable, ce qui lui donne de bonnes capacités d'épaississement et de format de film ., en plus, CMC a également une bonne biocompatibilité et une bonne non-toxicité, répond aux exigences environnementales et de sécurité, et est devenu un additif fonctionnel important dans de nombreuses formulations de produits industriels et de consommation {{3}
Structure et propriétés chimiques
Structure chimique
La structure de base du CMC est une chaîne de cellulose formée par des unités -D-glucose connectée par -1, 4-} liaisons glycosidiques . Certains groupes hydroxyles (-OH) sur la cellulose sont remplacés par des groupes carboxyméthyle (-ch2- coh) pour former la carboxyméthe cellulose . Sa formule générale peut être exprimée comme:
[-C6H7O2 (OH) x (Och2coona) y-] n
Où x et y représentent le rapport de substitution des groupes hydroxyle et carboxyméthyle sur la chaîne de cellulose, respectivement, qui détermine le degré de substitution (DS) du produit .
01
Poids moléculaire
CMC a une large gamme de poids moléculaires, généralement de dizaines de milliers à des centaines de milliers de da . La taille du poids moléculaire affecte directement sa solubilité, sa viscosité et ses propriétés mécaniques .
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Propriétés physiques
Apparence: poudre ou granules blanc à blanc cassé
Solubilité: facilement soluble dans l'eau froide, formant une solution visqueuse transparente ou laiteuse, insoluble dans les solvants organiques
Viscosité: Selon le poids moléculaire et le degré de substitution, la plage de viscosité peut être largement ajustée, allant de centaines à des dizaines de milliers de MPA · S
La plage d'adaptabilité du pH est large, généralement stable dans l'environnement pH 6-10
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Propriétés chimiques
CMC est un polymère anionique qui se combine facilement avec des cations multivalents pour former du gel ou des précipitations
Stable dans des conditions alcalines, bonne résistance à la chaleur
A de bonnes propriétés de formation de films et une stabilité colloïdale
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Processus de production
Préparation des matières premières
La cellulose naturelle de haute pureté (telle que la pulpe de bois, la pulpe de coton ou les liners de coton) est utilisée comme matière première .
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Alcalisation: Mélanger la cellulose avec une solution d'hydroxyde de sodium et alcaliser les fibres de cellulose à une certaine température pour activer les groupes hydroxyle .
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Éthérification: le chloroacétate de sodium est ajouté à la cellulose alcalisée pour provoquer une réaction d'éthérification, où les groupes hydroxyles sont remplacés par des groupes carboxyméthyl pour former CMC .
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La neutralisation et le lavage ajustent le pH par neutralisation, retirez l'alcali et les sous-produits non réagus, et lavez à la pureté .
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Séchage et écrasement
Après le processus de séchage, une poudre blanche stable est obtenue, puis écrasée et tamisée pour obtenir un produit avec une taille de particules uniforme .
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Zones de candidature
Industrie alimentaire
CMC est largement utilisé comme additif alimentaire, et ses principales fonctions comprennent:
Épaississant: utilisé dans les boissons, les confitures, la crème glacée, les produits laitiers, etc. . pour améliorer la viscosité et le goût des produits .
Stabilisateur: empêche les aliments de stratification ou de précipitations et maintient le mélange uniforme .
Agent de formation de films et agent de suspension: utilisé dans les assaisonnements, les bonbons, les gelées, pour améliorer l'apparence et la texture du produit .
Agent de remplacement des graisses: remplace une partie de la graisse dans les aliments faibles en matières grasses pour améliorer le goût et la structure .
Industrie pharmaceutique
CMC est principalement utilisé dans le champ pharmaceutique comme:
Excipients pharmaceutiques: comme adhésifs et épaississeurs pour les comprimés et capsules .
Matériaux de libération contrôlée: préparation de comprimés à libération prolongée pour contrôler le taux de libération des médicaments .
Gouttes oculaires et agents hémostatiques: avoir une bonne biocompatibilité et lubricité .
Dressements topiques: excellentes propriétés de formation de films et hydratantes, qui aident les blessures à la guérison .
Industrie du papier
CMC est un additif fonctionnel important dans le processus de fabrication du papier:
Agent de renforcement: améliore la résistance sèche et humide du papier .
Dispersant du revêtement: améliore l'uniformité et la stabilité du revêtement .
Adhésif: améliore la force de liaison entre les fibres et améliore la qualité du papier .
Industrie textile
Utilisé comme agent de dimensionnement du fil pour améliorer la force et la douceur du fil .
En tant que dispersant et stabilisateur de colorant pour améliorer les résultats de la teinture .
Fournit la douceur du tissu et la résistance aux rides .
Forage d'huile
Dans le liquide de forage, le CMC est principalement utilisé comme:
Régulateur de viscosité, pour améliorer la capacité de transport de sable du liquide de forage .
Agent de suspension, pour éviter le dépôt de coupes de forage .
Agent de contrôle de filtration, pour réduire la perte de filtration du liquide de forage et améliorer l'efficacité du forage .
Matériaux de construction
Utilisé dans le mortier de ciment et la poudre de mastic pour améliorer les performances de construction et les propriétés de formation de film .
Améliorer la rétention d'eau et la résistance à la liaison des matériaux .
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