Natriumi karboksimetil celuloza përdoret gjerësisht në industri, farmaceutikë dhe prodhimin e ushqimit. Ky përbërës është bërë në bazë të drurit dhe është një material biologjikisht inert, domethënë nuk merr pjesë në proceset fiziologjike. Për shkak të vetive të veçanta të tretësirave me këtë komponent, është e mundur të rregullohet viskoziteti i substancave dhe parametrave të tjerë teknikë.
Përshkrim
Karboksimetilceluloza e natriumit (CMC) është kripa e natriumit e acidit glikolik të celulozës. Emri kimik i përbërjes sipas nomenklaturës IUPAC: natriumi poli-1, 4-β-O-karboksimetil-D-piranosil-D-glikopiranoz.
Formula empirike e karboksimetilcelulozës natriumi teknike: [C6H7 O2 (OH)3-x(OCH2 COONa)x] . Në këtë shprehje, x është shkalla e zëvendësimit për grupet CH2-COOH dhe n është shkalla e polimerizimit.
Formula strukturore tregohet në figurën më poshtë.
Properties
Në pamje, karboksimetil celuloza natriumi teknik është një material fijor pluhur, me kokrriza të imta ose pa erë, me një densitet të madh prej 400–800 kg/m3.
Na-CMC ka karakteristikat e mëposhtme:
-
pesha molekulare e përbërjes – [236];
- shkrihet shpejt në ujë të nxehtë dhe të ftohtë, i patretshëm në vajra minerale dhe lëngje organike;
- formon filma rezistent ndaj vajrave, yndyrave dhe tretësve organikë;
- rrit viskozitetin e tretësirave dhe i bën ato tiksotropike - me një rritje të veprimit mekanik, ndodh një ulje e rezistencës së rrjedhjes;
- thith avujt e ujit nga pusi i ajrit, kështu që substanca duhet të ruhet në dhoma të thata (në kushte normale përmban 9-11% lagështi);
- Përbërjaështë jo toksike, jo shpërthyese, por mund të ndizet në një gjendje pluhuri (temperatura e vetëndezjes +212 °C);
- shfaq vetitë e një polielektroliti anionik në tretësirë.
Kur ndryshon temperatura, viskoziteti laboratorik i karboksimetil celulozës natriumi në tretësirë ndryshon shumë. Kjo është një nga karakteristikat më të rëndësishme të kësaj përbërje, e cila përcakton shtrirjen e zbatimit të saj. Një shkallë e lartë polimerizimi siguron një viskozitet të lartë dhe anasjelltas. Në pH<6 ose më shumë se 9, reduktohet rezistenca e rrjedhësbie ndjeshëm. Prandaj, kjo kripë këshillohet të përdoret në mjedise neutrale dhe pak alkaline. Ndryshimet e viskozitetit në kushte normale janë të kthyeshme.
Natriumi karboksimetilceluloza ka gjithashtu përputhshmëri kimike me shumë substanca të tjera (niseshte, xhelatinë, glicerinë, rrëshira të tretshme në ujë, lateks). Kur nxehet në temperatura mbi 200 °C, kripa dekompozohet në karbonat natriumi.
Faktori kryesor që ndikon në karakteristikat e këtij përbërësi është shkalla e polimerizimit. Tretshmëria, qëndrueshmëria, vetitë mekanike dhe higroskopia varen nga pesha molekulare. Substanca prodhohet në shtatë shkallë sipas shkallës së polimerizimit dhe dy shkallë sipas përmbajtjes së substancës kryesore.
Merr
Natriumi karboksimetil celuloza është prodhuar në mënyrë komerciale që nga viti 1946. Prodhimi CMC tani përbën të paktën 47% të etereve totale të celulozës.
Lënda e parë kryesore për sintezën e këtij përbërësi është celuloza e drurit, polimeri organik më i zakonshëm. Përparësitë e tij janë çmimi i ulët, biodegradueshmëria, mungesa e toksicitetit dhe lehtësia e teknologjisë së përpunimit.
Celuloza karboksimetil natriumi përftohet duke reaguar celulozën alkaline me C2H3ClO2 (acid monokloroacetik) ose kripën e saj të natriumit. Vitet e fundit po punohet për gjetjen e burimeve të reja për nxjerrjen e lëndëve të para (liri, kashtë, drithëra, jute, sizal dhe të tjera), pasi kërkesa për këtë material është vazhdimisht në rritje. Larja përdoret për të përmirësuar cilësinë e substancës.kripa e përfunduar nga papastërtitë, aktivizoni celulozën ose veproni mbi të me rrezatim mikrovalë.
Natriumi karboksimetil celulozë: aplikime industriale
Për shkak të vetive të tij të veçanta, CMC përdoret për qëllimet e mëposhtme:
- trashje e formulimeve të ndryshme, xhelatinizimi;
- lidhja e grimcave të imëta në filmat e bojës (formimi i filmit);
- përdor si një agjent që mban ujin;
- stabilizimi i vetive fizike dhe kimike;
- rritja e viskozitetit të tretësirave për të shpërndarë në mënyrë të barabartë përbërësit e tyre;
- modifikim reologjik;
- parandalimi i koagulimit (ngjitja e grimcave të pezulluara).
Një nga përdoruesit më të mëdhenj të natriumit karboksimetil celulozë është industria e naftës dhe gazit, ku përbërja përdoret për të përmirësuar performancën e lëngjeve të shpimit.
Substanca përdoret gjithashtu në prodhimin e produkteve teknike të mëposhtme:
- detergjentë;
- produkte printimi;
- llaçe për punimet e përfundimit të ndërtimit;
- ngjitës, materiale për madhësinë;
- përzierje të thata ndërtimi, çimento (për të parandaluar plasaritjen);
- materiale bojë;
- lubrifikues-ftohës;
- mesatar për forcimin e binarëve;
- elektroda saldimi me veshje dhe të tjera.
Natriumi karboksimetil celuloza përdoret për të stabilizuar shkumën në zjarrfikje, në industrinë ushqimore, në prodhimin e parfumeve dhe qeramikës. Teknikët vlerësojnë se kjo përbërje përdoret në më shumë se 200 fusha të inxhinierisë dhe mjekësisë.
Veshje mbrojtëse
Një nga drejtimet premtuese është futja e nanogrimcave të sintetizuara nga suspensionet CMC si aditiv-stabilizues në veshjet rezistente ndaj korrozionit. Kjo ju lejon të ndryshoni strukturën e polimereve, të rrisni ngjitjen me materialin bazë, të përmirësoni vetitë fizike dhe mekanike të veshjes pa një rritje të konsiderueshme të kostos së përbërjes. Nanogrimcat formojnë mikrogrupe, duke bërë të mundur marrjen e kompoziteve me veti të vlefshme teknike.
Përparësia e këtij suplementi është gjithashtu se është miqësor me mjedisin dhe i biodegradueshëm. Prodhimi i tij nuk kërkon përdorimin e tretësve organikë, prandaj rreziku i ndotjes së ujërave të zeza dhe atmosferës zvogëlohet, nuk ka nevojë të përdoren pajisje të specializuara dhe një gamë të lartë temperaturash.
Suplement dietik
Natriumi karboksimetilcelulozë përdoret si aditiv ushqimor (E-466) në një përqendrim jo më shumë se 8 g/kg. Substanca kryen disa funksione në produkte:
- trashje;
- veti stabilizuese;
- mbajlagështi;
- zgjatje e afatit të ruajtjes;
- ruajtja e fibrave dietike pas shkrirjes.
Më shpesh ky përbërës shtohet në ushqime të shpejta, akullore, ëmbëlsira, marmelatë, pelte, djathë të përpunuar, margarinë, kos, peshk të konservuar.
Mjekësia dhe kozmetologjia
Në industrinë farmaceutike, karboksimetil celuloza natriumi përdoret në grupe barnash si:
- pika për sy, solucione për injeksion - për të zgjatur efektin terapeutik;
- predha tabletash - për të rregulluar çlirimin e substancës aktive;
- emulsione, xhel dhe pomada - për të stabilizuar substancat formuese;
- antacidet - si komponentë jon-shkëmbyes dhe kompleksues.
Në prodhimin e produkteve higjienike dhe kozmetike, ky përbërës përdoret si pjesë e pastave të dhëmbëve, shampove, xhelave për rruajtje dhe dushit dhe kremrave. Funksioni kryesor është stabilizimi i vetive dhe përmirësimi i strukturës.
Efekt tek njerëzit dhe kafshët
Natriumi karboksimetilceluloza është hipoallergjike, biologjikisht joaktive, nuk ka efekt kancerogjen dhe nuk dëmton funksionin riprodhues të organizmave të gjallë. Përdorimi si aditivë ushqimor në një përqendrim të sigurt nuk çon në pasoja negative. Pluhuri i përbërjes mund të shkaktojë acarim nëse hyn në sy dhe në traktin e sipërm respirator (MACaerosoli është 10 mg/m3).
Filmat që përmbajnë kripë natriumi çlirojnë përbërësin aktiv në mjedisin alkalik të zorrëve. Komponimi ekskretohet nga trupi i njeriut dhe kafshët i pandryshuar. Në trupat ujorë për qëllime ekonomike, substanca i përket klasës së tretë të rrezikut (mesatarisht i rrezikshëm). MPC në këtë rast është 2 mg/l.
