A CMC feloszlatása. A karboximetil-cellulóz mi a kár és az előnye A karboximetilcellulóz kémiai tulajdonságai
SZENTPÉTERVÁRI ÁLLAMI MŰSZAKI ÜGYI EGYETEM
POLIMEREK
MÉRNÖKI GYAKORLATI JELENTÉS
Metilcellulóz és karboximetilcellulóz: oldatok és filmek tulajdonságai
Ellenőrizte: vezető kutató, d.c.s.
Alekszandr Mihajlovics Bochek
Elkészült: Art. gr. 144
Tatiscseva Valentina Alekszandrovna
SZENTPÉTERVÁR 2003
Bevezetés
A metil-cellulóz az 0-alkil-cellulóz-származékok (éterek) homológ sorozatának első tagja. A szubsztitúció mértéke szerint a cellulóz-metil-éterek kis szubsztituáltságúak, bizonyos koncentrációjú erős lúgok vizes oldataiban oldhatók és erősen szubsztituált, vízben és szerves oldószerekben egyaránt oldhatók. A cellulóz-metil-éterek úgy állíthatók elő, hogy cellulózt különféle alkilező reagensekkel reagáltatunk: dimetil-szulfáttal, metil-kloriddal (vagy jodiddal és bromiddal) metil-, diazometán-, benzolszulfonsav-metil-észterrel. Jelenleg a metil-cellulóz (főleg vízben oldódó) ipari termék.
A 0-karboxi-metil-cellulóz készítményei a szubsztitúció mértékétől függően, valamint az egyéb 0-alkil-származékok alacsony szubsztituált és erősen szubsztituált csoportokra oszthatók. A 100-nál nagyobb γ szubsztitúciós fokú CMC-készítmények előállítása azonban igen nehézkes a hasonló töltésű csoportok (klór-acetát-ion és karboxi-metil-csoport) taszításának elektrosztatikus hatásai miatt. Ezért a gyakorlatilag "nagyon szubsztituált" CMC-készítmények γ=50-100 szubsztitúciós fokú és vízoldható termékek.
Metilcellulóz beszerzése
Az iparban a metil-cellulóz előállításának leggyakrabban alkalmazott módszere az alkálifém-cellulóz metil-kloriddal történő alkilezésén alapul.
Az alkil-halogenidekkel végzett alkilezési folyamat 353-373 K hőmérsékleten megy végbe. Mivel a metil-klorid forráspontja 248 K, az alkilezési reakciót autoklávokban, nagy nyomáson hajtják végre.
Az alkilezés során mellékreakciók lépnek fel metil-klorid és lúg között alkohol és só képződésével, valamint alkohol és metil-klorid között dimetil-éter képződésével:
NaOH + CH 3 Cl + CH 3 OH → CH 3 OCH 3 + NaCl + H 2 O
CH 3 Cl+NaOH→CH 3 OH+NaCl
Ezért felesleges metil-kloridot és jelentős mennyiségű szilárd lúgot kell használni, mivel a lúg koncentrációjának növekedésével a metil-klorid bomlása csökken.
A jódatom a legkönnyebben cserélhető (a legmobilabb), ami nagyobb polarizálhatóságával jár együtt, de az alkil-jodidok viszonylag drágák. A kloridok és bromidok reaktivitása kismértékben különbözik, ezért az ipari szintéziseknél előnyösebb a hozzáférhetőbb alkil-kloridok alkalmazása.
Az átmeneti állapoton áthaladó reakció sebessége arányos az egyes reagensek koncentrációjával. Feltételezhető, hogy a cellulóz és a metil-klorid reakciója is a fenti séma szerint megy végbe, azaz ez a nukleofil szubsztitúció bimolekuláris reakciója -S N 2.
A metil-cellulóz beszerzése bizonyos nehézségekkel jár a nagy reagensfogyasztás, a nyomás alatti munkavégzés szükségessége stb. miatt. Ezért a metil-cellulóz szintézisének új módjainak keresése nagy gyakorlati jelentőséggel bír. Ebből a szempontból a művek érdekesek. A szerzők aromás szulfonsavak észtereit alkalmazták alkilezőszerként, nevezetesen a p-toluolszulfonsav, toluol-diszulfonsav, benzolszulfonsav és naftalinszulfonsav észtereit.
Az alkilezés ezekkel az észterekkel a következő séma szerint megy végbe:
C 6 H 7 O 2 (OH) 3 + xRSO 2 OR "→ C 6 H 7 O 2 (OH) 3-x (OR") x + xRSO 2 OH,
ahol R jelentése -C6H5, -CH3C6H4, -C10H7; R"= -CH3, -C2H5 stb.
Azt találtuk, hogy az alkilező gyök hosszának növekedésével a reakció sebessége csökken. Kísérleti adatok alapján a szulfonsavak észtereit a reakcióképesség szempontjából a következő sorba lehet rendezni:
C 6 H 5 SO 2 OCH 3 > C 6 H 5 SO 2 OS 2 H 5 > C 6 H 5 SO 2 OS 6 H 7.
A cellulóz laboratóriumi körülmények közötti alkilezésére leggyakrabban dimetil-szulfátot (CH 3) 2 S0 4 használnak, amelynek forráspontja 461 K, és lehetővé teszi a termékek normál nyomáson történő előállítását. Ennek ellenére a termelésben való felhasználása korlátozott a magas toxicitása miatt. A cellulóz-éter képződése dimetil-szulfát hatására általános formában a következő egyenlettel fejezhető ki:
C 6 H 7 O 2 (OH) 3 + x (CH 3) 2 SO 4 → C b H 7 O 2 (OH) 3- x (OSH 3) x + xCH 3 OSO 3 Na + xH 2 O.
A cellulóz alkilezésének fő reakciójával egyidejűleg a dimetil-szulfát bomlásának mellékreakciója is a séma szerint megy végbe:
(CH 3) 2 SO 4 + 2 NaOH → Na 2 SO 4 + 2CH 3 OH.
A főreakció során keletkező metil-kénsav reagálhat metil-alkohollal, így dimetil-étert és feleslegben lévő lúg jelenlétében nátrium-szulfátot eredményez:
A metilezési reakció csak lúgos közegben megy végbe, ami nyilvánvalóan a cellulóz disszociált lúgos vegyület formájú túlnyomó reakciójához kapcsolódik.
A cellulóz metilezése során ezzel a módszerrel teljesen helyettesített termékek előállítása jelentős nehézségekbe ütközik. Tehát 18-20 pamutmetilezési művelet után Denham és Woodhouse 44,6% OCH 3 tartalmú terméket (a trimetil-cellulóz elméleti értéke 45,58% OCH 3), Irvine és Hirst pedig 42-43% tartalmú terméket kaptak. OCH3; Berl és Schupp 28-szoros metilezés után 44,9% OCH 3 tartalmú észtert kaptak.
A fent leírt mellékreakció megléte az egyik oka annak, hogy nehéz nagymértékben helyettesített terméket előállítani. A dimetil-szulfát lebontása a metil-cellulóz előállítása során nagy felesleg felhasználását igényli, ami viszont nagy feleslegben lúg alkalmazását teszi szükségessé, mivel a közeg reakciójának mindig lúgosnak kell maradnia.
Azt találtuk, hogy nagyobb lúgkoncentráció mellett nagyobb fokú metil-cellulóz helyettesítés érhető el. Ezt a tényt különböző okok magyarázzák. Először is kimutatták, hogy a dimetil-szulfát bomlási foka csökken a lúgkoncentráció növekedésével. Másodszor, feltételezhető, hogy a NaOH koncentrációjának növekedésével a rendszerben az egyensúly jobbra tolódik el.
C 6 H 7 O 2 (OH) 3 + Na + + OH - → C 6 H 7 O 2 (OH) 2 O - + Na + + H 2 O.
Számos esetben azonban lehetséges nagymértékben szubsztituált metil-cellulóz előállítása a metilezés többszöri megismétlése nélkül is.
Így Hayorz és munkatársai a szűrőpapírt finom porrá zúzva és acetonban szuszpendálva már 2-szeres metilezés után 45%-os metoxil-tartalmat kaptak. Legegyszerűbben magas metoxil-tartalom érhető el, ha a szekunder cellulóz-acetátot acetonban feloldjuk, majd fokozatosan hozzáadunk dimetil-szulfátot és vizes lúgot. Ily módon a reakciótermékben egy művelettel közel 45%-os metoxil-tartalom érhető el.
Karboxi-metil-cellulóz kinyerése
Alacsony szubsztituált Na-karboxi-metil-cellulózt úgy kaptak, hogy alkálifém-cellulózt monoklór-ecetsavval reagáltattak különböző körülmények között. Tekintettel arra, hogy a klór-ecetsav szilárd, kristályos anyag, és az alacsony szubsztituáltságú termékek előállításához a cellulózhoz képest kis mennyiségben szükséges, különösen fontos a keverék reagáló komponenseinek egyenletes eloszlása. Az egyik módszer szerint a reakciót úgy hajtották végre, hogy a levegőn száraz cellulózt monoklór-ecetsav nátriumsójának 17,5-18%-os NaOH-oldattal készült oldatával kezelték 5-ös folyadékmodulus mellett (a folyadék ml-ben kifejezett mennyiségének aránya a tömeghez). cellulóz grammban). A sóoldatot a reakció előtt úgy állítottuk elő, hogy megfelelő kimért mennyiségű monoklór-ecetsavat olyan koncentrációjú lúgban oldunk, hogy semlegesítés után a megadott értéken belül maradjon.
A karboximetil-cellulóz alacsony szubsztituált Na-sójának szubsztitúciós fokát Na-tartalma határozza meg A karboxi-metil-cellulóz nátriumtartalma gravimetriás módszerrel határozható meg szulfát formájában, a minta tégelyben történő hamvasztásával, kezelésével. a hamut kénsavval és kalcinálással 973 K-en, vagy térfogati módszerrel a kénsav-lúg feleslegének visszatitrálásával indikátorként brómfenolkék jelenlétében (az átmeneti tartománynak savas környezetben kell lennie, hogy ne legyen lúg visszakötése karboxilcsoportok szerint).
A karboxi-metil-cellulóz oldhatósága, viszkozitása és egyéb tulajdonságai nagymértékben függnek az előállítás módjától.
Számos módja van a Na-CMC előállításának ugyanazon reakció alapján:
Sejt(OH) n + 2mNaOH + mCH 2 C1COOH →
Sejt (OH) n - m (OCH 2 COONa) m + mNaCl + 2mH20,
de különféle módosításokkal készült. Ezért érdekes az azonos cellulózból, de különböző módszerekkel előállított Na-CMC minták összehasonlítása.
A CMC megszerzésére a következő módszereket alkalmaztuk.
1. A 17,5%-os NaOH-oldattal mercerizált cellulózt háromszoros tömegre préseltük ki, és Werner és Pfleiderer típusú darálóban monoklór-ecetsav száraz nátriumsójával (CH 2 C1COOHa) dolgoztuk fel 313 K hőmérsékleten 30 percig. Ezután a reakcióelegyet stacioner körülmények között 295 K-en tartottuk 24 órán át zárt edényben. Ez idő alatt a cellulóz oxidatív-lúgos lebomlása következik be: a polimerizáció foka 1200-ról 300-400-ra csökken, és a CMC-minták vízben való oldhatósága javul. E módszer szerint az alkilezés az aktív tömegek (cellulóz és monoklór-ecetsav) maximális koncentrációinál megy végbe, ami nagyfokú alkilezést eredményez. A reakciókomponensek összekeverésének körülményei azonban nem alkalmasak az egyenletesen alkilezett Na-CMC minták előállítására.
P. Légszáraz cellulózt monoklór-ecetsav nátriumsójának 18%-os NaOH-oldattal készült oldatával kezeltük 5 °C-os folyadékmodulus mellett 313 K hőmérsékleten. Az oxidatív-lúgos lebontást a fenti 1. pontban leírtak szerint végeztük a reakcióelegy sajtolása után. keverékhez
a cellulózhoz viszonyított tömeg háromszorosa. Ezt a módszert az alkilező reagens - monoklór-ecetsav - egyenletes behatolása jellemzi a cellulózszálakba a duzzadás során, ami lehetővé teszi egyenletesen helyettesített termékek előállítását. Azonban, amint kimutattuk, a felvett CH 2 ClCOOH mennyiségének nagy része az elszappanosítás mellékreakciójába megy.
III. A cellulózt 18%-os NaOH-oldattal mercerizáltuk. Az 5-szörös tömegre préselt alkálicellulózt Buchner-tölcséren propanollal (infúzióval) mostuk, hogy eltávolítsuk a felesleges NaOH-t és a vizet. Propanolt adtunk a kívánt modulushoz, és a pépet a darálóba helyeztük. 10 perces őrlés után száraz CH 2ClCOONa sót adtunk hozzá. A reakciót állandó hőmérsékleten hajtjuk végre. Ezzel a módszerrel a CH 2 ClCOONa elszappanosítási mellékreakciójának mérete minimális, ezáltal az alkilező reagens alkalmazásának hatékonysága megnő. A CMC-minták mosása minden esetben forró 70%-os etanollal, Soxlett készülékben történt, amíg negatív reakciót nem eredményezett NaOH-ra fenolftaleinnel és Cl-re AgNO 3 oldattal.
Mint látható, a legmagasabb fokú helyettesítést azonos mennyiségű CH 2 C1COOH-val a III. módszerrel érjük el - propanol közegben. Ez nyilvánvalóan az elszappanosítás mellékreakciójához szükséges CH 2 ClCOOH fogyasztásának csökkenésével magyarázható.
A metilcellulóz oldatok tulajdonságai
Az alacsony szubsztituált metil-cellulóz vízben való oldhatósága szobahőmérsékleten és az alatt, valamint az oldatba kerülő frakciók összetétele a szubsztitúció fokától, homogenitásától és polimerizációs fokától függ.
táblázatban. Az 1. ábra különböző metil-cellulóz-készítmények vízben való oldhatóságának meghatározására vonatkozó adatokat mutat be. A táblázat adatainak elemzésekor mindenekelőtt a következő körülmény hívja fel a figyelmet: a metilcellulóz vízben való oldhatósága viszonylag magas metoxiltartalom mellett is (nagy polimerizációs fokú metilcellulózoknál) nagyon alacsony. Az alacsonyabb polimerizációs fokú metil-cellulózok jobban oldódnak.
A metil-cellulóz előállításának módja alapvető tényező, amely meghatározza a metil-cellulóz oldhatóságának határait egy adott oldószerben.
A metilcellulóz oldatban történő kinyerésekor az eredeti kristályszerkezet megsemmisül, és az oldatból történő regeneráció során (speciális körülmények között) nem épül fel azonnal új rács, így a termék amorf, így könnyebben oldódik. Nagy jelentősége van a cellulóz eltérő hozzáférhetőségének, aminek köszönhetően reakciótermékek keveréke keletkezik, amelynek a helyettesítési foka eltérő. Ez a heterogenitás az oldott anyag mennyiségének csökkenéséhez vezet.
Elég érdekes a fagyasztás hatása, ami az oldhatóság jelentős növekedésében nyilvánul meg.
Asztal 1.
A metil-cellulóz oldhatósága vízben
Mintaszám |
Oldhatóság, abszolút száraz minta %-ában |
Oldhatóság, az eredeti minta %-ában |
OCH3 tartalom a fel nem oldott részben, % | OCH3 tartalom az oldott részben, % | |||
| Fagyás előtt | Fagyás előtt | Fagyasztás és felengedés után | |||||
| 1 | 11,4 | 0,5 | 3,5 | - | 10,8 | - | 29,1 |
| 2 | 20,75 | 0 | 5,3 | - | 20,25 | - | 29,6 |
| 3 | 21,7 | 3,6 | 9,8 | 21,5 | 20,60 | 30,5 | 31,8 |
| 4 | 22,3 | 5,3 | 11,1 | 21,8 | 21,3 | 32,0 | 30,3 |
| 5 | 28,10 | 9,3 | 25,8 | 27,9 | 27,4 | 30,0 | 30,0 |
| 6 | 19,8 | 16,9 | 22,3 | 17,8 | 17,2 | 29,5 | 29,1 |
| 7 | 26,3 | 51,5 | 58,7 | 22,2 | 20,6 | 30,0 | 30,3 |
táblázatban. A 2. ábra az alacsony szubsztituált metilcellulóz oldhatóságára vonatkozó adatokat mutatja 6,5%-os NaOH-ban. A vízben való oldódással ellentétben a metil-cellulóz már körülbelül 5-ös szubsztitúciós fokon 95%-ban oldódik 6,5%-os NaOH-oldatban történő fagyasztás után. Az alacsony szubsztituált metil-cellulóz lefagyasztásakor átlagos polimerizációs foka (viszonylag nagy molekulatömegű termékek esetén SP = 1100-1200) kb. 1000-re csökken. Előroncsolt cellulózból (oxidáló-lúgos lebontással) nyert termékek, ill. amelynek SP értéke körülbelül 400, fagyasztás után szinte nem változik a molekulatömege.
A vizsgálatnak 1-2%-os koncentrációjú, alacsony szubsztituált metil-cellulóz oldatokat vizsgáltunk. ami tömény oldatoknak tudható be. Meg kell jegyezni, hogy a makromolekuláris anyagok "tömény" oldatának koncepciója a koncentráció értelmében feltételes, és jelentősen eltér a koncentrált oldatok szokásos koncepciójától.
2. táblázat
Az alacsony szubsztituált metilcellulóz oldhatósága 6,5%-os NaOH oldatban
| Mintaszám | A helyettesítés mértéke y | OCH3 tartalom a metilcellulózban, % | Oldhatóság, az eredeti minta %-ában | |
| 291 K-nál | Fagyasztás és felengedés után | |||
| 1 | 68,6 | 12,4 | 3,4 | 100,0 |
| 2 | 66,9 | 12,1 | 3,4 | 97,8 |
| 3 | 64,5 | 11,66 | 2,8 | 100,0 |
| 4 | 50,3 | 9,1 | 2,3 | 99,3 |
| 5 | 47,5 | 8,6 | Nem meghatározott. | 98,0 |
| 6 | 30,4 | 5,5 | Nem meghatározott. | 99,2 |
| 7 | 24,3 | 4,4 | 0,5 | 99,0 |
| 8 | 22,7 | 4,1 | Nem meghatározott. | 98,5 |
| 9 | 16,6 | 3,0 | Nem meghatározott. | 96,0 |
| 10 | 11,6 | 2,1 | Nem meghatározott. | 95,3 |
| 11 | 9,4 | 1,7 | Nem meghatározott. | 95,1 |
| 12 | 6,6 | 1,2 | Nem meghatározott. | 48,0 |
| 13 | 1,3 | 0,25 | Nem meghatározott. | 35,6 |
| 14 | 21,5 | 3,9 | 7,6 | 100,0 |
| 15 | 29,9 | 5,4 | 9,57 | 100,0 |
| 16 | 32,1 | 5,8 | 11,87 | 100,0 |
A makromolekuláris vegyületek kémiájában koncentrált oldatok azok, amelyekben a diszpergált anyag egyes részecskéi között kölcsönhatás megy végbe. E kölcsönhatás eredményeként a makromolekuláris anyagok oldatai számos eltérést mutatnak a normál folyadékokra jellemző törvényektől. Ezek az eltérések már viszonylag híg 0,3-0,5%-os oldatokban is előfordulnak.
A vizsgált alacsony szubsztituált metil-cellulóz oldatok koncentrációja a jelzett értékeknél lényegesen magasabb volt, és a láncmolekulák polimerizációs foka meglehetősen magas, ezért koncentrált oldatok közé sorolhatók.
A cellulóz-éterek koncentrált oldatai általában idővel meglehetősen stabilak. Az ilyen oldatok viszkozitásának időbeli változását számos tényező befolyásolja, nevezetesen: az oldott termék észterezési fokának változása, a szolvatáció mértékének változása és a háromdimenziós struktúrák kialakítása.
A legrészletesebben a vízoldható metil-cellulóz tulajdonságait vizsgáljuk meg.
A vízben oldódó metilcellulóz tulajdonságai
A metilezés mértékének γ=50-re való növelésével a kapott észter higroszkópossága nő. Ez azzal magyarázható, hogy a cellulóz makromolekulákban a legtöbb hidroxilcsoport kölcsönös telítődése hidrogénkötések kialakulásával történik.
A metoxicsoportok 26,5-32,5%-os szubsztitúciós fokának elérésekor a metil-cellulóz vízben oldódik. A metoxilcsoportok további 38%-ra és afeletti növekedésével elveszti vízben való oldhatóságát (szobahőmérsékleten és magasabb hőmérsékleten). Az erősen metilezett termékek szerves oldószerekben is oldódnak.
A metilcellulóz vizes oldatai (γ=160-200), valamint az alacsony szubsztituáltságú metilcellulózok esetében nem stabilak.
Az oldatok melegítésekor az oldhatóság a polimer kiválásáig romlik. Az oldat hőmérsékleti stabilitásának felső határa 313-333 K egy ilyen termék esetében (SP-től és koncentrációtól függően). Ezt a jelenséget az alkoxicsoport "hidroxóniumvegyületének" a vízzel való képződése magyarázza, amely a hőmérséklet emelkedésével elpusztul, és a polimer kicsapódásához vezet.
Megmutatták a háromszubsztituált metil-cellulóz (vizes) oldattá alakításának lehetőségét (a trimetil-cellulózt előzetesen petroléterrel csaptuk ki kloroformos oldatból). A trimetil-cellulóz vizes oldatának hőmérsékleti stabilitásának felső határa körülbelül 2%-os koncentrációban 288 K. Az ilyen oldatok jó filmképző tulajdonságokkal rendelkeznek. Az exszikkátorban P 2 0 5 felett alacsony hőmérsékleten kialakított filmek szakítószilárdsága (5-7). 10 7 N/m 2 .
Az a tény, hogy a trimetil-cellulóz vízben oldható, közvetlenül bizonyítja az OCH 3 csoportok hidratáló képességét. A trimetil-cellulóz kiválása az oldatból enyhe hőmérséklet-emelkedéssel nagyon kicsi
ezeknek a kötéseknek az erőssége. Az éterben a hidroxilcsoportok arányának növekedésével, azaz γ-nak 160-ra csökkenésével az oldat hőmérsékleti stabilitásának felső határa 313-333 K-re emelkedik. Ezeket a következtetéseket a metilcellulóz homológ vizsgálata is megerősítette. - etil-cellulóz. A nagymértékben szubsztituált etil-cellulóz (γ=200) vízoldhatóságát tekintve a trimetilcellulózhoz hasonlóan viselkedik. Normál körülmények között csak kis mértékben - 9%-kal - oldódik vízben.
A kicsapott EC szobahőmérsékleten gyakorlatilag nem oldódik, de 273 K-en az oldhatóság vízben 50-60%. Így a "nagyon szubsztituált" EC frakcionálása megtörtént, melynek eredményeként a következő frakciókat kaptuk: kicsapódott, oldható és vízben oldhatatlan. Az EC vízben oldott részének jellemzésére és annak magyarázatára, hogy az anyag csak egy része vizes oldattá alakul át, minden frakciót jellemeztünk az OS 2 H 5 csoportok tartalmával, a belső viszkozitással, valamint IR spektroszkópiai módszerekkel. Az eredmények a táblázatban láthatók. 3.
3. táblázat
Etil-cellulóz frakciók jellemzése
A γ=220 értékű EC vizes oldatai legfeljebb 1,4%-os koncentrációban állíthatók elő, A legfeljebb 0,8%-os koncentrációjú oldatok átlátszóak és alacsony hőmérsékleten idővel stabilak. A 0,82%-os oldat zavarossága 279 K feletti hőmérsékleten rendkívüli mértékben növekedni kezd. Töményebb oldat esetén alacsonyabb hőmérsékleten a zavarosság erőteljes növekedése következik be.
Így az EC-t ugyanaz a szabályosság jellemzi, mint az MC-t: a szubsztitúció mértékének növekedésével az oldat hőmérséklet-stabilitási határa csökken (mint ismeretes, a közönséges vízoldható EC γ = 100-nál, az MC-hez hasonlóan melegítéskor koagulál 323-333 K-ra) . Ezért a legvalószínűbb, hogy az -OC 2 H 5 csoportok részt vesznek az EC vízzel való kölcsönhatásában.
Vizes oldatokban a metil-cellulóz a nemionos makromolekuláris anyagok tulajdonságait mutatja. Ezekben az oldatokban a belső viszkozitás a molekulatömeghez kapcsolódik a Kuhn-Mark összefüggés alapján:
Vink a belső viszkozitás molekulatömegtől függő változásának meghatározására és ezen egyenlet állandóinak meghatározására a metil-cellulóz savas hidrolízissel történő lebontását végezte el.
A metil-cellulózt előzetesen vizes etanolos oldatból éterrel történő kicsapással tisztítottuk. Az eredeti cellulóz helyettesítési foka 1,74, a polimerizáció foka 2000 volt.
A molekulatömeg abszolút értékeinek ozmometriás mérése és a végcsoportok meghatározása alapján megállapították a kapott metilcellulóz-frakciók belső viszkozitásának molekulatömegétől (vagy P y polimerizációs fokától) való függését. :
Winck azt találta, hogy a metil-cellulóz belső viszkozitása nem függ egy idegen elektrolit, egy sav jelenlététől az oldatban.
Meg kell jegyezni, hogy más szerzők (akik az abszolút molekulatömegeket ultracentrifugán végzett ülepítés és fényszórás segítségével határozták meg) némileg eltérő értékeket kaptak az "a" kitevőre a metilcellulóz Kuhn-Mark egyenletében. Tehát a munkában a=O,63 és a=0,55-ben.
A karboximetil-cellulóz oldatok tulajdonságai
Különféle karboxi-metil-cellulóz-készítmények oldhatósági adatai azt mutatják, hogy az alacsony szubsztituált CMC-k fagyasztás után már alacsony γ értéknél (kb. 2) szinte teljesen feloldódnak.
Így a nagyon kis szubsztitúció és az alacsony hőmérséklet hatása ezeknek a cellulózszármazékoknak az oldhatóságára szintén teljes mértékben igazolt.
Az alacsony szubsztituált karboximetil-cellulózok lúgban való oldhatósága és a nátrium-monoklór-acetát hasznosítási hatékonysága növelhető a cellulóz reakció előtti száraz őrlésével. Az alacsony szubsztituált karboxi-metil-cellulóz készítmények oldhatósága a polimerizáció fokának lúgos közegben történő oxidatív lebontással történő csökkentésével is növelhető. Ebben az esetben a 4 órán át 313 K-on végbemenő reakció befejeződése után a CMC-t a tömeg 2,6-2,8-szorosára préselik ki, összetörik és "érésnek", azaz oxidatív-lúgos roncsolásnak vetik alá. Egy bizonyos „érési” idő után a Na-CMC-t vízzel semlegesre mossuk és szárítjuk. Ily módon Na-CMC nyerhető, amely γ=10-12-nél teljes mértékben oldódik lúgban, és 6-8%-os oldatot ad.
Az alacsony szubsztituált karboxi-metil-cellulóz oldatok hígítási stabilitását vizsgáltuk.
A 4- és 6%-os nátrium-hidroxid-oldatban fagyasztással készített CMC-oldatokat többször hígítottuk desztillált vízzel, majd feljegyeztük a minimális lúgkoncentrációt, amely megfelel a zavarosság vagy csapadék megjelenésének. A kísérletek adatai azt mutatták, hogy az alacsony szubsztituált Na-karboxi-metil-cellulóz oldatai még nagyon alacsony, 0,5%-ig terjedő lúgkoncentrációra hígítva is meglehetősen stabilan viselkednek. Ez a körülmény nagyon fontos a karboxi-metil-cellulóz Na-sójának gyakorlati célokra, például szövetek befejezésére szolgáló oldatainak elkészítésekor.
Ebben a munkában a hőmérséklet hatását a Na-CMC, valamint a metil-cellulóz, a hidroxi-etil-cellulóz és a metil-karboxi-metil-cellulóz vizes oldatainak viszkozitására vizsgáltuk.
A cellulóz-éterek vizes oldatainál a hőmérséklet-viszkozitás arányok nagy gyakorlati jelentőséggel bírnak, mivel ezek felhasználása sok esetben ettől függ.
Savage egy féllogaritmikus koordinátaskálán egyenes vonalú viszkozitásfüggést kapott a hőmérséklettől Na-CMC oldatok esetében. Az ilyen oldatok visszahűtése során a viszkozitás hőmérséklettől való függését egy egyenes vonal fejezi ki, amely valamivel alacsonyabb, mint az első. Ezek a kísérletek megerősítik a Na-CMC oldatok viszkozitásváltozásának hiszterézis jellegét a hőmérséklet hatására.
A viszkozitás csökkenése nyilvánvalóan annak a következménye, hogy az olyan nagy molekulatömegű rendszerekben, mint a Na-CMC vizes oldata, nagyon alacsony a relaxáció sebessége. Ezekben az egyensúlyi állapot létrejöttének ideje nagyon hosszú lehet, így a mért időintervallum alatt a rendszernek nincs ideje visszatérni eredeti állapotába. Nem kizárt a molekulák hevítés hatására bekövetkező némi bomlásának lehetősége sem, ami természetesen visszafordíthatatlan viszkozitás-változásokhoz vezet.
A cellulózszármazékok különféle oldószerekben történő oldataira vonatkozó modern elképzelések azon a tényen alapulnak, hogy ezek az anyagok valódi oldatokat képeznek, amelyekben a makromolekulák kinetikailag szabadok. Ez azonban nem zárja ki, hogy ha a cellulóz észterezésének ipari terméke az észterezés mértékét tekintve rendkívül heterogén, akkor annak egyes frakciói rosszul oldódnak. Ennek eredményeként a molekulárisan diszpergált anyag nagy részével együtt az eredeti cellulóz szerkezetének maradványai is jelen lehetnek az oldatban.
A karboxi-metil-cellulóz tömény oldatai sok más makromolekuláris vegyület oldataihoz hasonlóan nem newtoni folyadékok.
A Na-CMC oldatok jelentős viszkozitási anomáliával rendelkeznek. Valódi megoldásaira jellemző az is, hogy különböző nemmolekulárisan diszpergált részecskék és makromolekula-aggregátumok jelen vannak, különösen többértékű kationok jelenlétében. Ezért mind a polimerizációs fok (DP) viszkozimetriás és ozmometrikus mérésénél figyelembe kell venni ezeket a jellemzőket és az oldat tényleges összetételét, és az ilyen mérések előtt el kell választani azokat a frakciókat, amelyek zavarják a helyes eredmények elérését.
A 0,0025 és 0,1 g/l közötti koncentrációjú Na-CMC vizes oldatainak vizsgálata során olyan adatokat kaptunk, amelyek molekuláinak jelentős polaritására utalnak. A fenti adatok a karboxi-metil-cellulózt olyan anyagként jellemzik, amely számos polielektrolitban rejlő tulajdonsággal rendelkezik. Úgy tűnt, hogy egy nagy elektromos nyomaték jelenléte számos esetben az elektrosztatikus adszorpció megnyilvánulásának lehetőségét kellett volna okoznia. Ha azonban figyelembe vesszük a CMC-molekulák oldatbeli koncentrációjának növekedésével járó aggregációját és töltéseinek szűrését, akkor meg kell jegyezni, hogy az elektrosztatikus adszorpció főként híg oldatokban nyilvánulhat meg.
Az oldatokból regenerált metilcellulóz (filmek) tulajdonságai
Vízben és vizes lúgos oldatokban oldva különböző szubsztitúciós fokú metil-cellulóz állítható elő belőlük filmek formájában. A lúgban oldódó, alacsony szubsztituált metil-cellulóz filmek előállítása „nedves” módszerrel történik - speciálisan kiválasztott csapadékfürdőben koagulálással. Ammónium-szulfát (NH 4) 2 SO 4 (100 g/l) oldatát tartalmazó csapadékfürdőkkel kielégítő eredményeket kaptunk.
Az ammónium-szulfát csapadékfürdő hatása a következőképpen fejezhető ki:
2NaOH + (NH 4) 2 SO 4 \u003d Na 2 SO 4 + 2NH 3 + 2H 2 0.
Az oldószer összetételének változása és az oldott metilcellulóz részleges kiszáradása miatt láncai közelednek és üvegesednek, azaz erősen duzzadt filmréteg képződik.
Ha szilárd hordozón filmet alakítunk ki, az ismert feszültség hatására (kohéziós erők hatására) síkorientált szerkezet jelenik meg benne. Ugyanakkor egy frissen képződött filmben, erősen duzzadt állapota miatt, a hőmozgás következtében némi láncmozgás is lehetséges. Mindez relaxációs folyamatokat von maga után, vagyis a filmszerkezet visszaállítását az izotróp állapotnak megfelelő legstabilabb helyzetbe. A fenti körülmények miatt az üvegen annak lúgos oldatából metil-cellulóz film képződik, amely a film síkbeli méretének csökkenését és vastagságának növekedését eredményezi.
A lúgban oldódó fóliák mechanikai szilárdságukat tekintve közel állnak a hagyományos lágyított celofán fóliákhoz, mivel
szakítószilárdság hosszirányban (6,8-8,8) . 10 7 N/m 2, szakadási nyúlás kb. 20%.
Az alacsony szubsztituált metilcellulóz filmek higroszkóposságára és vízabszorpciójára vonatkozó adatokat a táblázat tartalmazza. 4 mutatja ezt
4. táblázat
A metilcellulóz filmek higroszkópossága és vízfelvétele
a metilcellulóz filmek higroszkópossága és vízfelvétele nagy értékeket ér el, ami nagymértékben függ az eredeti metilcellulóz észterezési fokától; az eredeti termékben az OCH 3 csoportok tartalmának növekedése a metilcellulóz filmek higroszkóposságának növekedését és vízben való duzzadását vonja maga után.
A munka során a regenerált metilcellulóz szerkezetét és kapcsolatát a filmek fizikai és mechanikai tulajdonságaival vizsgálták. Összehasonlítás céljából alacsony szubsztitúciójú metil-cellulóz és nagy szubsztitúciójú metilcellulóz filmjeit vizsgálták, legfeljebb 3. Ugyanazon nagy szubsztitúciós metil-cellulóz filmjeit olyan drámaian eltérő oldatokból kaptuk, mint a víz és a szerves oldószerek. Egy ilyen összehasonlítás különösen érdekes, mert arra enged következtetni, hogy a metil-cellulózrács szerkezete az oldatból történő regeneráláskor nemcsak a szubsztitúció mértékétől, hanem az oldószertől is függ. Ehhez nagy szubsztitúciós fokú (közel 3-as) metilcellulózt kaptak, amely vízben és szerves oldószerben, kloroformban is feloldható. Vizes oldatokból és kloroformos oldatokból filmeket nyerünk üvegre öntéssel és az oldószer elpárologtatásával.
A metil-cellulóz vizes oldatából (γ=180) készült filmek, amelyeket az oldószer lassú elpárologtatásával, szobahőmérsékleten kapnak, amorf szerkezetűek. Ilyen nagy szubsztitúciós fok mellett azonban bizonyos feltételek mellett meglehetősen valószínű, hogy a metil-cellulóz szerkezete rendelhető a kész filmekben. Ilyen körülményeknek bizonyult a filmek hevítése olyan közegben, amely duzzanatot okoz. Így már a film 30 perces vízben való forralása (a metilcellulóz nem oldódik forró vízben) érezhető sorrendnövekedést okoz. A film glicerinben való hevítése 473 K hőmérsékleten még nagyobb rendezettséget eredményez.
Különösen érdekes a filmek képzése metil-cellulóz vizes oldataiból emelt hőmérsékleten. Amikor a fóliát vízben forralják, a rendelés mellett a szerkezet tömörödik és a különböző belső hibák megsemmisülnek, ami láthatóan magyarázza a
film erőssége.
A filmek kialakulása 343 K-on a rugalmasság jelentős növekedéséhez vezet, ami a makromolekulák gyűröttebb konfigurációjával magyarázható, mivel a forró víz nem oldószere a metilcellulóznak.
Tovább térve a trimetil-cellulóz filmek szerkezetére, meg kell jegyezni ennek az észternek egy érdekes tulajdonságát. A trimetil-cellulóz nemcsak szerves oldószerekben, hanem hideg vízben (T==273 K) is képes feloldódni. A trimetil-cellulóz filmek sztereoreguláris polimer szerkezetét nagy kristályosság jellemzi. A trimetil-cellulóz esetében a víz v-oldószer, ezért a vizes oldatból képződő filmeket alacsonyabb kristályosság jellemzi.
Az MC filmek felületének és a filmtörés következtében keletkező hasadások felületének elektronmikroszkópos vizsgálata a húzási tengely mentén folyékony nitrogén hőmérsékleten lehetővé tette a filmszerkezet finomabb léptékű részleteinek megállapítását. λ≤2,0 húzási aránynál az orientált filmek felülete kellően sima és egyenletes marad. Az optikai mikroszkópban látható fibrilláris szerkezetet elektronmikroszkóp nem érzékeli. λ≈2,2–2,5-nél a filmek felületén egy dombormű jelenik meg, amelyet a rajztengelyre merőlegesen, 0,2–0,4 µm széles, meglehetősen szabályos és kiterjesztett barázdák alkotnak. A rajztengelyre merőleges szkenneléskor (1. ábra) 0,3–0,5 µm széles keresztirányú ráncok láthatók, és egyes területeken delamináció található 0,1–0,2 µm széles és 1,0–1,5 µm hosszúságú, irányított mikrorepedések formájában. párhuzamos a rajz tengellyel. A rajztengellyel párhuzamos szkenneléskor a hajtogatott szerkezeten kívül egyenetlenségek válnak láthatóvá, domináns orientációval a rajztengely mentén. A hasítási felület vizsgálata porózus szerkezet jelenlétét tárja fel, a pórusméret 0,1-1,0 µm között változik.
Lúgos oldatból regenerált tulajdonságok Na -CMC (formában filmek)
Az alacsony szubsztituált karboxi-metil-cellulóz kellően magas polimerizációs fokú viszkózus oldatainak előállítási lehetőségével összefüggésben filmeket készítettek és tulajdonságaikat tanulmányozták.
A filmképzést a metil-cellulóz oldatoknál alkalmazott módszer szerint végeztük. táblázatban. Az 5. ábra a fóliák mechanikai szilárdságára vonatkozó adatokat mutatja. Az alacsony szubsztituált karboxi-metil-cellulózból készült fóliák jó mechanikai szilárdsággal, de alacsony rugalmassággal rendelkeztek; ezeknek a filmeknek a szakadási nyúlása csak 5-6%.
5. táblázat
Alacsony szubsztituált karboximetil-cellulóz filmek szakítószilárdsága
| Mintaszám | A helyettesítés mértéke γ | oldatkoncentráció, % | Szakítószilárdság σ. 10-7, |
szakadási nyúlás, % |
| 1 | 5,0 | 2,0 | 9,0 | 5,3 |
| 2 | 10,4 | 2,0 | 9,3 | 6,0 |
| 3 | 9,8 | 2,0 | 7,9 | 5,0 |
| 4 | 9;8 | 4,0 | 11,8 | 6,0 |
| 5 | 9,2 | 2,0 | 8,3 | 5,0 |
| 6 | 9,2 | 4,0 | 11,3_ | - |
Az alacsony szubsztituált karboximetil-cellulózból készült filmek higroszkóposságára és vízabszorpciójára vonatkozó adatokat a 6. táblázat tartalmazza. A higroszkóposságot úgy határoztuk meg, hogy a filmeket 80%-os relatív páratartalmú atmoszférában tartottuk; A vízfelvételt úgy mértük, hogy a filmeket két napig 293 K hőmérsékletű desztillált vízben áztattuk.
6. táblázat
Az alacsony szubsztituáltságú filmek higroszkópossága és vízfelvétele
karboxi-metil-cellulóz
Amint az a táblázatból látható. 6, az alacsony szubsztituált karboximetil-cellulóz filmek higroszkópossága és vízabszorpciója gyorsan növekszik.
a termékhelyettesítés mértékének növelése. Különösen szembetűnő a szubsztitúció mértékének hatása a filmek vízfelvételére.
A cellulóz hidrofil tulajdonságainak kis mennyiségű nagy mennyiségű gyök bejuttatásával történő megnövekedésének hatása, amint már említettük, azzal magyarázható, hogy az észterezés kezdeti szakaszában a hidrogénkötések erőssége a keresztirányban. A szálszerkezet újraeloszlik, amelyet a gyengébb kötések felhalmozódása jellemez.
A metil-cellulóz alkalmazása
A metilcellulóz nagymértékben szubsztituált vízoldékony készítményei (γ=150-200) kapták a legmagasabb értéket. Ezek a termékek értékes műszaki tulajdonságokkal rendelkeznek, és az ipar kis szemcsék vagy fehér vagy enyhén sárgás színű por formájában állítja elő őket. Gyakorlatilag szagtalan és íztelen. 433 K hőmérsékleten elszíneződnek és lebomlanak. A metil-cellulóz vizes oldatai semleges reakciót adnak.
A legtöbb esetben metil-cellulózt használnak a vízi környezet sűrítésére. A sűrítés hatékonysága a viszkozitástól (vagyis a polimerizáció mértékétől) függ. A metil-cellulóz lehetővé teszi, hogy a vízben oldhatatlan anyagok vizes közegben stabil, finoman diszpergált állapotba kerüljenek, mivel hidrofil monomolekuláris védőrétegeket képez az egyes részecskék körül.
A metil-cellulóz értékes tulajdonságai a magas pigmentmegkötő hatása, a száraz állapotú nagy tapadás és a filmképző képesség. Ezeket az érdekes tulajdonságokat vízbázisú festékek és ragasztók készítésénél használják. Erre különösen alkalmasak az alacsony viszkozitású metil-cellulózok, mivel sokféle felületre alkalmazhatók.
A textiliparban a metil-cellulózt gyapjúalap kötszerként és szövetek lágy befejezésére használják, hogy elegáns nyakat és fényt kapjanak.
A metil-cellulózt sikeresen használják a szappaniparban. A gyógyszerészeti gyakorlatban zsírmentes alapként alkalmazzák úgynevezett olaj/víz nyálka és emulziós kenőcsökhöz, melyek a bőr könnyű égési sérülései elleni védelmét, sebek kezelését szolgálják. Ezenkívül a metil-cellulóz független gyógyszerként szolgál.
A kozmetikában a vízben oldódó cellulóz-éterekből fogkrémeket és elixíreket, védőemulziókat, zsírmentes bőrkrémeket készítenek.
Különféle emulziókban a metil-cellulózt növényi olajok emulgeálószereként és stabilizátoraként használják.
Az élelmiszeriparban is széles körben használják.
Tehát a fagylalt gyártása során annak használata biztosítja a szükséges pompát, stabilitást és ízt. A metil-cellulózt aromás emulziókban, mártásokban, gyümölcslevekben, befőttekben stb.
Érdekes alkalmazás az élelmiszeriparban, hogy a metil-cellulóz oldatok melegítés hatására zselatinosodnak. Például, ha metil-cellulózt adnak a piték gyümölcsös töltelékéhez vagy a lekvárból készült édes töltelékekhez, megakadályozzák, hogy ezek az összetevők sütés közben kiszivárogjanak, ami jelentősen javítja a termékek megjelenését és megőrzi az ízét.
A ceruzagyárakban tragantgumi helyett metilcellulózt használnak színes és másolórudakhoz, pasztellrudakhoz, iskolakrétákhoz és festékekhez stb.
Így a vízoldható metil-cellulóz felhasználása, bár kisebb léptékben, mint a CMC, rendkívül sokrétű.
Ami az alacsony szubsztituált (lúgban oldódó) metil-cellulózt illeti, még nem kapott jelentős felhasználást.
Karboximetil-cellulóz alkalmazása
A 100% H-CMC-t tartalmazó filmek csak pH=11-től oldódnak. Az ilyen összetételű filmek olyan esetekben használhatók, amikor kívánatos, hogy oldhatóságukat kis pH-tartományra korlátozzák, például gyógyszerészeti bevonatokban. Az ilyen héj nem oldódhat fel például a gyomornedv enyhén savas környezetében, de a bél enyhén lúgos környezetében jól oldódik.
A karboxi-metil-cellulóz 0,5-1-1,2 szubsztitúciós fokú nátriumsóját az ipar nagy mennyiségben állítja elő, mivel széles körben használják a kőolaj-, textil-, élelmiszer-, gyógyszertechnológiákban, mosó- és tisztítószerek gyártásában stb. stabilizáló, sűrítő, ragasztó, filmképző stb. anyag. Ez a só jól oldódik vízben.
A Na-CMC mosó- és tisztítószerek adalékanyagaként való tesztelése során végzett számos tanulmány kimutatta, hogy ez a termék jelentősen javítja a mosószer tulajdonságait.
Irodalom
1. Prokofjeva M.V., Rodionov N.A., Kozlov M.P.//Kémia és technológia
cellulóz származékok. Vladimir, 1968.S. 118.
2. Nesmeyanov A.N., Nesmeyanov N.A. A szerves kémia kezdetei. M., 1969.V.1.
663s.
3. Plisko E.A.//ZHOKH.1958. T. 28, No. 12. C, 3214.
4. Plisko E.A.//ZHOKH.1961. T. 31., 2. sz. S. 474
5. Heuser E. A cellulóz kémiája. New York, 1944. 660 p.
6. Gluzman MX., Levitskaya I.B. //ZHPC. 1960. V. 33., N 5. S. 1172
7. G. A. Petropavlovsky, G. G. Vasil’eva és L. A. Volkova, Cell. Chem.
Technol. 1967. évf. 1, N2. 211. o.
8. Nikitin N.I., Petropavlovsky G.A. //ZHPC. 1956. T. 29. S. 1540
9. Petropavlovsky G.A., Nikitin N.I. //Tr. A Szovjetunió Tudományos Akadémia Erdészeti Intézete. 1958. V.45.
S. 140.
10. Vasziljeva G.G. A lúgban oldódó karboximetil-cellulóz tulajdonságai és
papíripari felhasználásának lehetősége: Dis. folypát.
tech. Tudományok. L. 1960.
11. VinkH. // Macromolecular Chemie. 1966. Bd. 94. S. 1.
12. Vole K., Meyerhoff G. // Macromolecular Chemie. 1961. Bd. 47. S. 168.
13. NeelyW.B.//J. Szerv. Chem. 1961. évf. 26. 3015. o.
14 Savage A.B. //Ind. Eng. Chem. 1957. évf. 49. 99. o.
15. Allgen L. //J. Polymer Sci. 1954. évf. 14, N 75.P. 281.
16. Podgorodetsky E. K. Filmek gyártásának technológiája
makromolekuláris vegyületek. M: Művészet, 1953. 77 p.
Bevezetés p. 2
Metilcellulóz előállítása 2. oldal
Karboxi-metil-cellulóz kinyerése 4. oldal
A metilcellulóz oldatok tulajdonságai. 6
A vízoldható metilcellulóz tulajdonságai. 8
A karboximetil-cellulóz oldatainak tulajdonságai. tizenegy
Az oldatokból regenerált metilcellulóz tulajdonságai
(filmek) old. 12
A lúgos oldatból regenerált Na-CMC tulajdonságai
(filmek formájában) o. 15
A metilcellulóz használata 16
A karboximetil-cellulóz használata 18
Az élelmiszer-adalékanyagok szilárd helyet foglalnak el a modern iparban. Az egyik a karboxi-metil-cellulóz (CMC), amelyet a gyógyszer- és kozmetikai ipar, a háztartási vegyszerek és építőanyagok gyártása használ, valamint élelmiszerek gyártásában is alkalmazható. A CMC adalékanyag széles körben elterjedt alacsony költsége és az ember számára biztonságossága miatt.
Karboxi-metil-cellulóz
A CMC ([C6H7O2(OH)3-x(OCH2COOH)x]n, ahol x = 0,08-1,5) egy cellulózszármazék, amelyben a karboxil-metil-csoport a glükózmonomerek hidroxilcsoportjaival egyesül. Az anyag sav, ezért más a neve - cellulóz-glikolsav. A gyakorlatban a karboxi-metil-cellulóz nátriumsóját (Na-CMC) gyakrabban használják. Jansen német kémikus szintetizálta és szabadalmaztatta először 1918-ban.
Tulajdonságok
A karboximetil-cellulóz a karboximetil-cellulóz nemzetközi neve. A CMC fizikai-kémiai tulajdonságait a táblázat írja le:
| Kinézet | Világos bézs kristályos por |
| Molekula tömeg | 240,208 g/mol |
| Kémiai formula | |
| Viszkozitás (1%-os vizes oldat) | |
| Száradás utáni veszteség | |
| PH (1%-os vizes oldat) | |
| Levelezés | |
| Nátrium (Na) | |
| vas (Fe) | |
| Ólom (Pb) | |
| Arzén (As) | |
Egyéb fizikai tulajdonságok, amelyek lehetővé teszik a CMC ipari felhasználását:
- az anyag vízben jól oldódik;
- vele a vizes oldatok jól besűrűsödnek;
- az anyag viszkozitása hosszú ideig nem változik;
- vizet tart;
- képes átlátszó, tartós filmet képezni;
- olajban és zsírban nem oldódik;
- ártalmatlan az emberi testre;
- íz, szag nélkül;
- napfénynek ellenálló nagy polimer tartalmú anyag;
- stabilizáló és megkötő hatása van.
Termelés
A gyártási folyamat több szakaszból áll, és hosszú ideig tart. A gyártás során felhasznált alapanyagok olcsók. Az iparban a nátrium-karboxi-metil-cellulózt alkálifém-cellulóz és monoklór-ecetsav kombinálásával állítják elő. A gyártási folyamatnak több sémája van:
- klasszikus (periodikus);
- monoapparátus.
A gyártás több fontos szakaszból áll. Az első szakaszban a fa- vagy pamutcellulózt maró oldattal kezelik rövid szénláncú alkoholok jelenlétében (szerves oldószerek szerepét töltik be). Ezután az alkálifém-cellulózt monoklór-ecetsavval kezelik nagyon magas hőmérsékleten - 100 ° C-ig, ha oldószert használtak, 80 ° C-ig - anélkül. Megérkezett termék:
- száraz;
- darál;
- csomag.
A karboxi-metil-cellulóz előállításához pamut-cellulózt használnak, amelyet külföldről szállítanak, és műszaki cellulózt, amelyet Oroszországban szulfátos módszerrel állítanak elő. A pamut előnyösebb a gyártáshoz a következők miatt:
- magas α-cellulóz tartalom (98%);
- hosszú szálhossz (10 mm vagy több);
- magas fokú polimerizáció.
Az előállított orosz műszaki cellulóz magas követelményeket támaszt. Nem tartalmazhat nehézfém-, klór-szennyeződéseket, meg kell felelnie a minőségi előírásoknak. A karboximetil-cellulóz előállításához ismert fajokkal együtt más növényi nyersanyagok is felhasználhatók. Ismeretesek a fakéreg, cukornád, rizshéj felhasználásának esetei. A választást az alapanyagok megfizethetősége határozza meg.
Jelenleg az Orosz Föderáció pépet használ a CMC gyártásához, míg Kazahsztán és Üzbegisztán pamutpépet. A karboximetil-cellulózgyártók orosz cellulózpiacának fő beszállítói az OJSC Ilim Group Bratsk és Ust-Ilimsk, az OJSC Syassky Pulp and Paper Mill, a CJSC Policecell St. Petersburg. A kiszállítások 2016-ban mintegy 5,5 ezer tonnát tettek ki.
Az előny más adalékokkal szemben a kapott oldatok viszkózusabb tulajdonságaiban rejlik. Az íz és a szag hiánya befolyásolja, hogy az anyag hozzáadása után átlátszó oldatot kapunk. A karboxi-metil-cellulóz javítja a végtermék minőségét azáltal, hogy befolyásolja a kristályosodási folyamatokat, a nedvességmegtartást és a zsírok felszívódását. A kész élelmiszer-adalékanyag 100 grammjának átlagos ára a piacon 100-150 rubel.
A CMC alkalmazása
Az orvostudományban, a kozmetológiában és a vegyiparban a nátrium-karboxi-metil-cellulózt sóként használják. Az erre épülő vizes oldatokat viszkozitás és pszeudoplaszticitás jellemzi (növekvő nyírófeszültség hatására a keverékek folyékonyabbá válnak, majd visszaállhatnak eredeti állagukba). A CMC vizes oldatai néha tixotrópok (a keverék mechanikai hatástól cseppfolyósodik, és nyugalmi állapotban felveszi eredeti viszkozitását).
A háztartási vegyszerek, ápolószerek, építőanyagok gyártásában a nátriumsót reszorbensként, lágyítóként és sűrítőként használják. A CMC része lehet:
- fogkrémek;
- háztartási vegyi termékek;
- száraz építési keverékek;
- festékek;
- ragasztó.
Az E466 élelmiszer-adalékanyagot élelmiszerek gyártásában használják kolloid sűrítőként és állagszabályozóként. Ha alaposan tanulmányozza az áruk címkéit, akkor az olyan élelmiszerekben található, mint:
- majonéz;
- paradicsom szósz;
- édesipari krémek;
- jégkrém;
- tejtermékek;
- mázas túró;
- zselésített étrend-kiegészítők;
- hús-, halkonzervek.
A gyógyszergyártásban az anyag a kapszulázó és tablettázó eszközök részét képezi. A CMC fontos szerepet játszik a különféle kenőcsök gyártásában, biztosítja a kívánt konzisztenciát és hosszú ideig megtartja alakját. A karboxi-metil-cellulóz különféle gyógyszerekben megtalálható. Ez:
- hashajtók;
- gyógyászati kenőcsök;
- kapszulák;
- tabletták.
Az anyagot sűrítőanyagként használják szemcseppek előállításához. Így a hatóanyag felszabadulási ideje meghosszabbodik, növelve annak hatékonyságát. A látást nem érinti. A CMC-készítmények védőhéjai nagymértékben ellenállnak a gyomor-sósavnak, a film csak a bél lúgos környezetében oldódik fel. Így a gyógyszer különböző összetevői változatlan formában megmaradnak, és nem pusztulnak el savas környezet hatására.
Az olajipar az anyagot mineralizált agyag-szuszpenziók stabilizátoraként használja kútfúrások során, a vízbázisú fúrófolyadékok szűrésének és reológiai tulajdonságainak szabályozására. Az adalékanyag a textilgyártásban is alkalmazható:
- emulgeálószerként a láncfonalak méretezésekor;
- sűrítőanyag nyomdapasztákhoz;
- keményítő helyettesítő szövetek befejezéséhez.
Élelmiszer-adalékanyag E466
Az E-466 (CMC) a dextróz (glükóz) monomerek csoportjába tartozó cellulóz származéka, amelyet 1-klór-ecetsav és alkil-cellulóz reakciójával állítanak elő. Színtelen por, amely apró kristályokból áll. Tulajdonságok:
- víz választja el;
- szag nélkül;
- nem fél a közvetlen napfénytől;
- nem mérgező;
- olajokban nem oldódik.
Az élelmiszergyártásban nátriumsót használnak, amelynek keveréke viszkózus és pszeudoplasztikus. A CMC egy természetes alapú stabilizátor, amely megőrzi és javítja az élelmiszerek viszkozitását a hosszú eltarthatóság alatt. Ugyanakkor a termék nem veszíti el tulajdonságait és megőrzi megjelenését. A CMC adalékot gyakran adják hozzá a gyártás során:
- majonéz, ketchup;
- túró és édességek;
- zselé.
Hatás a testre
Jelenleg nincsenek klinikai vizsgálatok a karboxi-metil-cellulóz szervezetre gyakorolt hatásairól. Az E466 táplálékkiegészítő túlzott használata különböző súlyosságú bélrendszeri rendellenességekhez vezet. 5 grammnál nagyobb egyszeri adag hashajtó hatású. A gyomorba kerülve nem emésztődik meg vagy semmisül meg, változatlan formában ürül ki. Egyes szakértők úgy vélik, hogy a CMC befolyásolja a rák kialakulását, növeli a koleszterinszintet.
Sérelem
Az anyag hasznos és káros tulajdonságai rosszul ismertek. A karboxi-metil-cellulózt különféle iparágakban alkalmazzák emulgeálószerként, stabilizátorként és sűrítőszerként. A CMC - mi ez - a tudósok ma már megértik. Ez egy oldhatatlan poliszacharid, amely egy élelmi rost, amely részt vesz a gyomor-bél traktus normál működésének serkentésében. A kiegészítés mennyisége olyan kicsi, hogy nem sok haszna van belőle.
A CMC fő előnye a semlegessége, ártalmatlansága. Téves az a vélemény, hogy az étrend-kiegészítő géntechnológiával módosított termék. A nátriumsó gyártásánál csak a molekulaképletet javították, így megjelentek az anyag iparhoz szükséges fizikai tulajdonságai. Ennek semmi köze a géntechnológiához.
Sokan attól tartanak, hogy egy élelmiszer-adalékanyagot az E csoportba sorolnak. A média az ilyen anyagok veszélyeiről, az emberi egészségre gyakorolt veszélyekről beszél. Az információ nem mindig megbízható. Még az általunk belélegzett oxigén is az E948 kód alatt szerepel. Az ipari élelmiszergyártáshoz használt összes anyag élelmiszer-adalékanyag. A CMC ballaszt anyagokra utal, nem okoz semmilyen kárt vagy hasznot az embernek.
E466 adalék a kozmetológiában
A karboxi-metil-cellulózt a szépségipar használja. Kozmetikumok gyártásában használják felületaktív anyagok helyett, amelyek rossz hatással vannak az emberi szervezet sejtjeire. Az adalékanyag teljesen biztonságos az ember számára, nem okoz allergiás reakciókat a bőrön. Az E466 különféle típusú termékekben találkozhat, ezek a következők:
- samponok;
- lakkok, hajformázó habok;
- habok, kondicionálók;
- hab, borotvagél;
- Különféle arc- és testápoló krémek;
- dezodorok.
Videó
A nátrium-karboxi-metil-cellulózt széles körben alkalmazzák az iparban, a gyógyszeriparban és az élelmiszergyártásban. Ez a vegyület fa alapú, biológiailag inert anyag, azaz nem vesz részt élettani folyamatokban. Az ezt a komponenst tartalmazó oldatok speciális tulajdonságainak köszönhetően lehetővé válik az anyagok viszkozitásának és egyéb műszaki paramétereinek szabályozása.
Leírás
A nátrium-karboxi-metil-cellulóz (CMC) a cellulóz-glikolsav nátriumsója. A vegyület kémiai neve az IUPAC-nómenklatúra szerint: poli-1,4-β-O-karboximetil-D-piranozil-D-glikopiranóz-nátrium.
A nátrium-karboximetil-cellulóz empirikus képlete: [С6Н7 O 2 (OH) 3- x (OCH 2 COONa) x] n. Ebben a kifejezésben x a CH2-COOH csoportok szubsztitúciós foka, n pedig a polimerizáció mértéke.
A szerkezeti képlet az alábbi ábrán látható.
Tulajdonságok
A technikai nátrium-karboximetil-cellulóz megjelenésében porszerű, finomszemcsés vagy szagtalan rostos anyag, amelynek térfogatsűrűsége 400-800 kg/m 3.
A Na-CMC a következő jellemzőkkel rendelkezik:
a vegyület molekulatömege n;
gyorsan oldódik hideg és meleg vízben, ásványi olajokban és szerves folyadékokban nem oldódik;
olajokkal, zsírokkal és szerves oldószerekkel szemben ellenálló filmeket képez;
növeli az oldatok viszkozitását és tixotrópiát ad nekik - a mechanikai hatás növekedésével az áramlási ellenállás csökken;
jól elnyeli a vízgőzt a levegőből, ezért az anyagot száraz helyiségben kell tárolni (normál körülmények között 9-11% nedvességet tartalmaz);
a vegyület nem mérgező, nem robbanásveszélyes, de poros állapotban meggyulladhat (öngyulladási hőmérséklet +212 ° C);
oldatokban anionos polielektrolit tulajdonságait mutatja.
A hőmérséklet változásával a nátrium-karboxi-metil-cellulóz laboratóriumi viszkozitása oldatokban nagymértékben változik. Ez ennek a vegyületnek az egyik legfontosabb jellemzője, amely meghatározza alkalmazási körét. A nagyfokú polimerizáció magas viszkozitást biztosít, és fordítva. pH-n<6 или более 9 снижение сопротивления потоку значительно падает. Поэтому данную соль целесообразно применять в нейтральных и слабощелочных средах. Изменения вязкости при нормальных условиях являются обратимыми.
A nátrium-karboxi-metil-cellulóz sok más anyaggal is kémiailag kompatibilis (keményítő, zselatin, glicerin, vízoldható gyanták, latexek). 200 °C feletti hőmérsékletre melegítve a só nátrium-karbonáttá bomlik.
A vegyület jellemzőit befolyásoló fő tényező a polimerizáció mértéke. Az oldhatóság, a stabilitás, a mechanikai tulajdonságok és a higroszkóposság a molekulatömegtől függ. Az anyagot a polimerizáció foka szerint hét fokozatban, a főanyag-tartalom szerint pedig két fokozatban állítják elő.
Nyugta
Ipari méretekben a nátrium-karboxi-metil-cellulózt 1946 óta gyártják. A CMC-termelés jelenleg a cellulóz-éterek teljes mennyiségének legalább 47%-át teszi ki.
Ennek a vegyületnek a szintézisének fő nyersanyaga a facellulóz, a leggyakoribb szerves polimer. Előnyei az alacsony ár, a biológiai lebonthatóság, a toxicitás hiánya és a feldolgozás technológiai folyamatának egyszerűsége.
A nátrium-karboxi-metil-cellulózt úgy állítják elő, hogy alkálifém-cellulózt C2H3ClO2-vel (monoklór-ecetsav) vagy nátriumsójával reagáltatnak. Az elmúlt években a nyersanyagok (len, szalma, gabonafélék, juta, szizál és mások) kitermeléséhez új források felkutatása folyt, mivel ezen anyag iránti kereslet folyamatosan növekszik. Az anyag minőségének javítása érdekében a kész sót lemossák a szennyeződésektől, aktiválják a cellulózt, vagy mikrohullámú sugárzásnak teszik ki.
Nátrium-karboxi-metil-cellulóz: ipari alkalmazások
Különleges tulajdonságai miatt a CMC-t a következő célokra használják:
különböző kompozíciók sűrítése, zselatinizálás;
finom részecskék megkötése festékfilmekben (filmképződés);
vízvisszatartó szerként használható;
a fizikai és kémiai tulajdonságok stabilizálása;
az oldatok viszkozitásának növelése az összetevők egyenletes eloszlásához;
a reológiai jellemzők módosítása;
koaguláció elleni védelem (lebegő részecskék tapadása).
A nátrium-karboximetil-cellulóz egyik legnagyobb felhasználója az olaj- és gázipar, ahol a vegyületet a fúrófolyadékok teljesítményének javítására használják.
Az anyagot a következő műszaki termékek gyártásához is használják:
tisztítószerek;
Nyomdai termékek;
megoldások építőipari befejező munkákhoz;
ragasztókészítmények, enyvező anyagok;
száraz építőkeverékek, cement (a repedés megelőzésére);
festékek és lakkok;
vágófolyadékok;
közegek sínek keményítéséhez;
hegesztőelektródák bevonása és mások.
A hab stabilizálására a nátrium-karboxi-metil-cellulózt tűzoltásban, élelmiszeriparban, parfümök és kerámiák gyártásában használják. A műszaki szakértők szerint ezt a vegyületet a technológia és az orvostudomány több mint 200 területén használják.
Védőbevonatok
Az egyik ígéretes irány a CMC szuszpenziókból szintetizált nanorészecskék stabilizáló adalékanyagként történő bevezetése korrózióálló bevonatokba. Ez lehetővé teszi az alapanyaggal való tapadás növelését, a bevonat fizikai és mechanikai tulajdonságainak javítását anélkül, hogy jelentősen megnőne a kompozíció költsége. A nanorészecskék mikroklasztereket képeznek, amelyek lehetővé teszik értékes műszaki tulajdonságokkal rendelkező kompozitok előállítását.
Egy ilyen adalék előnye az is, hogy környezetbarát és biológiailag lebomlik. Előállítása nem igényel szerves oldószereket, így csökken a szennyvíz és a légkör szennyezésének veszélye, nincs szükség speciális berendezések és magas hőmérsékleti tartomány használatára.
Táplálék kiegészítő
A nátrium-karboxi-metil-cellulózt élelmiszer-adalékanyagként (E-466) használják 8 g/kg-ot meg nem haladó koncentrációban. Az anyag számos funkciót lát el a termékekben:
megvastagodás;
tulajdonságok stabilizálása;
nedvességvisszatartás;
a tárolási idő meghosszabbítása;
élelmi rostok tartósítása leolvasztás után.
Leggyakrabban ezt a vegyületet gyorsételekhez, fagylaltokhoz, édességekhez, lekvárokhoz, zseléhez, feldolgozott sajtokhoz, margarinhoz, joghurthoz, halkonzervekhez adják.
Orvostudomány és kozmetológia
A gyógyszeriparban a nátrium-karboxi-metil-cellulózt olyan gyógyszercsoportokban használják, mint:
szemcseppek, injekciós oldatok - a terápiás hatás meghosszabbítására;
tablettahéjak - a hatóanyag felszabadulásának szabályozására;
emulziók, gélek és kenőcsök - a képző anyagok stabilizálására;
antacidok - mint ioncserélő és komplexképző komponensek.
A higiéniai és kozmetikai termékek gyártása során ezt a vegyületet fogkrémek, samponok, borotva- és tusfürdők, valamint krémek részeként használják. A fő funkció a tulajdonságok stabilizálása és a textúra javítása.
Hatás az emberi szervezetre és az állatokra
A nátrium-karboximetil-cellulóz hipoallergén, biológiailag inaktív, nincs rákkeltő hatása és nem károsítja az élő szervezetek szaporodási funkcióját. Élelmiszer-adalékanyagként való felhasználás biztonságos koncentrációban nem jár negatív következményekkel. A vegyület pora irritációt okozhat, ha szembe kerül és a felső légutakkal érintkezik (aeroszol MPC 10 mg/m3).
világos vagy világos bézs színű kristályos por, szagtalan és íztelen. Jól oldódik vízben, lúgokban; mérsékelten oldódik savakban, glicerinben; nem oldódik szerves oldószerekben, ásványi olajokban. Ez a cellulóz és a glikolsav étere.Vízben oldva viszkózus, átlátszó oldatokat képez, amelyeket pszeudoplaszticitás, néhány esetben tixotrópia jellemez. Vizes oldatokban a karboxi-metil-cellulóz gyenge felületaktív anyag (1% -os oldathoz 25 ° C-on g 71 mN / m), jól kombinálható más vízben oldódó cellulóz-éterekkel, természetes és szintetikus polimerekkel, valamint számos alkáli sóval, alkáliföldfémek és ammónium.
Barnítási hőmérséklet 227 °C, elszenesedési hőmérséklet 252 °C.
Kémiai képlet: [C 6 H 7 O2 (OH) 3-x (OCH 2 COOH) x] n, ahol x = 0,08-1,5.
A karboxi-metil-cellulózt a következőképpen állítják elő: A közvetlenül növényi rostokból nyert α-cellulózt (sejtanyagot) erősen lúgos oldatba áztatják és klór-ecetsavval kezelik, majd a keletkező glikolátot és nátrium-kloridot lemossák.
A karboxi-metil-cellulóz nátriumsója (Na-karboxi-metil-cellulóz, Na-CMC) a legnagyobb gyakorlati jelentőséggel bír - amorf színtelen anyag, amelynek térfogatsűrűsége 400-800 kg / m³ és sűrűsége 1,59 g / cm³. Ez egy anionos polielektrolit. Vízben jól oldódik. A Na-CMC oldatok viszkozitása gyakorlatilag független a pH-tól. Jól megköti a vizet, az oldatok ellenállnak az egyértékű sóknak.
A száraz Na-karboxi-metil-cellulóz gyenge maró hatású. Biológiailag inaktív és ellenáll a biológiai lebomlásnak, azonban vizes oldatai enzimatikus hidrolízisen mennek keresztül a levegőn történő hosszú távú tárolás során.
A karboxi-metil-cellulóz fő tulajdonsága, hogy nagyon viszkózus kolloid oldatot képez, amely hosszú ideig nem veszíti el tulajdonságait.
A karboximetil-cellulóz alkalmazása.
A Na-karboxi-metil-cellulózt széles körben használják lágyítóként, sűrítőként és reszorbensként a különböző iparágakban.
A nátrium-karboxi-metil-cellulózt az olaj- és gáziparban, a geológiában használják az agresszív környezetben működő fúrófolyadékok tulajdonságainak szabályozására, a bányászatban és a vegyiparban a szilvinit ércek flotációs dúsítása során.
A Na-CMC-t az építőiparban ragasztóként használják tapéta, kerámia burkolólapok ragasztására és adalékanyagként betonban, valamint lágyítószerként hegesztett elektródák tömegének bevonásához.
A textiliparban és szintetikus mosószerek gyártásában enyvező-, enyvező- és sűrítőszerként, valamint a festék- és lakkiparban gittkeverékek és festékek sűrítőanyagaként használják.
Széles körben használják fogkrémekben, diszpergáló- és stabilizálószer a dekorkozmetikumokban, zselésítőszer masszázs- és borotválkozókrémekben.
A Na-karboxi-metil-cellulózt számos élelmiszeriparban használják. E466 élelmiszer-adalékanyag - emulgeálószer, stabilizátor és sűrítő, fagylaltok, édességek (zselé, habok, lekvárok, lekvárok, gyümölcs- és bogyós töltelékek, krémek, paszták, péksütemények, tészta), szószok és húskészítmények gyártásánál használatos. a kapszulázáshoz és tablettázáshoz használt termékek élelmiszer-adalékanyagok hordozója, élelmiszer-ragasztók része. Az E466 karboxi-metil-cellulóz kereskedelmi formái nagymértékben különböznek az oldat viszkozitása és vízmegtartó képessége tekintetében.
A cellulóz-éterek főként a cellulóz, pamut és facellulóz O-alkilezésének termékei, előállításukhoz nátrium-hidroxidot és a megfelelő alkilezőszert használnak. Tehát az etil-cellulóz előállításához etil-kloridot használnak alkilezőszerként, karboxi-metil-cellulózt (CMC) - monoklór-ecetsavat vagy nátriumsóját, metil-cellulózt - metil-kloridot, hidroxi-etil-cellulózt - etilén-oxidot.
A cellulóz-éterek előállításának folyamata a következő technológiai műveletekből áll:
A cellulóz kezelése bizonyos koncentrációjú vizes nátrium-hidroxid oldattal, majd a kapott termék őrlése (lúgos cellulóz előállítása),
Az alkálifém-cellulóz bizonyos körülmények között tartása az egyszerű kész cellulóz-éter polimerizációs fokának szabályozása érdekében,
Kezelés alkilezőszerrel,
A termék tisztítása, szárítása, csiszolása és csomagolása.
Vegyes észterek előállítása során a lúgos cellulóz kezelése történhet alkilező reagensek keverékével, vagy ezek mindegyikével egymás után.
FŐ ALKALMAZÁSOK.
NaCMC (nátrium-karboximetil-cellulóz) technikai használatos:
Az olaj- és gáziparban erősen mineralizált agyagszuszpenziók védőkolloid-stabilizátoraként kútfúrások során (KMTs 85/600; KMTs 85/500; KMTs 85/350);
Szintetikus mosószerek gyártásában (CMC 70/300);
A textiliparban láncfonalak méretezésére és nyomdapaszták sűrítőanyagaként (CMC 85/350);
A bányászati és feldolgozó (KMTs 55/500), valamint a bányászati és vegyiparban (KMTs 85/350; KMTs 75/400) réz-nikkel és szilvinit ércek flotációs dúsítása során;
Az építőiparban és a gyufaiparban ragasztóanyagként (CMC 55/500);
A papíriparban tapétapaszták ragasztóalapjaként, papírbevonatok készítésekor, papírpép adalékaként a papír szilárdságának növelésére;
A kerámiaiparban szuszpendáló- és kötőanyagként;
Az öntödében magrögzítőként;
Biológiai vizsgálatokban szabad sav formájában ioncserélő szorbensként
A tisztított NaCMC-t (nátrium-karboximetil-cellulóz) használják:
Az elektrovákuumiparban használják (KMTs 70/500; KMTs 85/500);
Az illatszer- és kozmetikai iparban krémek, samponok, paszták gyártásához (CMC 70/450)
KARBOXI-METILCELLULÓZ (CMC)
Karboxi-metil-cellulóz (CMC) - cellulóz - glikogél sav, cellulóz-glikolát-éter. A CMC (karboxi-metil-cellulóz) a cellulóz és a glikolsav egyszerű észtere, amelynek általános képlete C6H7O2(OH)3-x(COH2COOH)xn. A legfontosabb a CMC nátriumsója - NaCMC (nátrium - karboxi-metil-cellulóz), amely a CMC-hez hasonlóan fehér szilárd anyag (rostos vagy porszerű), 400-800 kg / m3 térfogatsűrűséggel.
A legfontosabb ipari NaCMC-minták hidroxilcsoportok szubsztitúciós foka 0,4-1,2 (elemi egységenként), polimerizációs foka 200-1500.
fizikai tulajdonságok.
A NaCMC sűrűsége 1590 kg/m3 (1,59 g/cm3), lágyuláspontja 170 C. Magasabb hőmérsékleten a CMC lebomlik A CMC és sói polimerizációs fokát és szubsztitúciós fokát tekintve heterogének.
A NaCMC frakcionálható vizes oldatokból metanollal, etanollal vagy acetonnal végzett frakcionált kicsapással, vagy a frakciók egymás utáni feloldásával az oldószer összetételének vagy hőmérsékletének változtatásával.
A CMC nem oldódik vízben, kis molekulatömegű alkoholokban és ketonokban, oldódik alkálifém- és ammónium-hidroxidok vizes oldataiban, valamint cellulóz oldószereiben.
A nehéz- és többértékű fémek CMC-sói vízben oldhatatlanok, a Cu-, Cl-, Ni- és Zn-sók ammóniában oldódnak; Al, Pb és Zn - NaOH-ban.
A CMC-sók vizes és lúgos oldatait magas vegyérték jellemzi. Ha kis molekulatömegű NaCMC-frakciót adunk egy nagy molekulatömegű frakció oldatához, a viszkozitás a polimer koncentrációjának növekedése ellenére csökken. Vizes oldatokban a CMC-sók polielektrolitok.
A CMC filmképző tulajdonságokkal rendelkezik.
Kémiai tulajdonságok.
A CMC egy gyenge sav. A CMC disszociációs állandója a polimerizáció mértékétől függ. A karboxi-metil-cellulóz NaCMC-oldatokból ásványi savak hatására kicsapódik, vagy vizes diszperzió formájában képződik úgy, hogy a vizes NaCMC-oldatokat ioncserélő gyantarétegen vezetik át. Ha nehéz- és többértékű fémek sóinak oldatát adjuk a NaCMC vizes oldatához, a megfelelő gyengén oldódó sók kicsapódnak.
Ha a CMC-t szobahőmérsékleten savak és lúgok híg és tömény oldatának teszik ki, a glükozidkötések megsemmisülnek (a karboxi-metil-csoportok lehasadása nélkül): ha 50%-os kénsavoldatban forraljuk, a glikozidkötések megsemmisülnek, és dekarboximetilezés megy végbe. glükóz és glikolsav képződése. Ha a száraz NaCMC-t 130 C fölé melegítjük, vízben való oldhatósága romlik; további melegítés hatására a NaCMC nátrium-karbonáttá bomlik. Az NH4-CMC normál hőmérsékleten lassan bomlik le ammónia felszabadulásával.
A NaCMC sokkal ellenállóbb a mikroorganizmusok hatásával szemben, mint a többi nagy molekulatömegű szénhidrát. A NaCMC-oldatok baktériumok és penészgombák elleni hatékony tartósítószerei (akár 0,025%-os koncentrációban): fenil-higany-nitrát, 8-hidroxi-kinolin.
A CMC analízise elvégezhető CuCMC kicsapásával 4,0-4,1 pH-n, majd a megkötött réz tömegének szubmetrikus meghatározásával, a CMC titrálásával, kolorimetriával 2,7-dioxinaftalin vagy antron alkalmazásával.
Nátrium-karboxi-metil-cellulóz.
A NaCMC Technical egy cellulóz alapú anonim polimer. Nagy sűrítő képességgel rendelkezik: az 1%-os NaCMC akár 20-szorosára növeli az oldat viszkozitását. Fiziológiailag inert, könnyen oldódik bármilyen hőmérsékletű vízben. Olajoknak és szerves oldószereknek ellenálló filmeket képez. A különböző minőségű NaCMC széleskörű felhasználási körrel rendelkezik: bányászatban, olaj- és gáziparban, festék- és lakkiparban, textiliparban, építőiparban, szintetikus mosószerek gyártásában. A CMC környezetbarát termék, biológiailag lebomlik káros anyagok képződése nélkül.
"Cellulóz-éterek előállítása" V.Ya. Bydensky, E.B. Kuznyecova. "Kémia" 1974
kapcsolódó cikkek
ÚjÉs népszerű
