کربوکسی متیل سلولز و کاربردهای آن در صنعت

کربوکسی متیل سلولز ( CMC) یک نوع مهم از اتر سلولز است، یک محصول پلی آانیون با حلالیت بسیار خوب در آب که با استفاده از اصلاح شیمیایی از فیبر گیاهی بدست می آید. کربوکسی متیل سلولز به راحتی در آب سرد قابل حل است و دارای پراکندگی است. علاوه بر این، دارای خواص فیزیکی و شیمیایی بسیار مناسب بوده و از لحاظ مضرات فیزیولوژیکی بی خطر می باشد.
کربوکسی متیل سلولز دارای خواص فیزیکی و شیمیایی بسیار غیرمعمول و ارزشمندی از قبیل پراکندگی امولسیون و خاصیت پراکندگی جامد است. این ماده شیمیایی یک مشتق پلیمر طبیعی با کاربردی گسترده است. کربوکسی متیل سلولز دارای خواص بسیار خوبی مانند ویسکوز شدن، پراکندگی، تعلیق، چسب، محافظت از کلوئید و حفظ آب است که به طور گسترده در صنایع غذایی، پزشکی و خمیر دندان مورد استفاده قرار می گیرد. CMC نوعی ماده شیمیایی ماکرومولکولی است و می تواند آب را جذب کرده و باعث تورم شود. هنگامی که در آب متورم می شود، می تواند یک محلول ویسکوز شفاف تشکیل دهد. از نظر pH خنثی است.
کربوکسی متیل سلولز پودر فیبری سفید یا کمی زرد مایل به زرد یا از نظر پودر سفید است. بی بو، بی مزه، غیر سمی است، به راحتی در آب سرد یا گرم قابل حل استو باعث تشکیل کلوئید می شود و محلول آن خنثی یا کمی قلیایی است. با این حال، در محلول های آلی مانند اتانول، دی اتیل اتر، ایزوپروپانول و استون نامحلول است اما در محلول های اتانول یا استون حاوی ۶۰٪ آب قابل حل است. علاوه بر این، دارای ریزسنجی و پایداری در برابر نور و گرما است. ویسکوزیته با افزایش دما کاهش می یابد. در مقدار pH 2-10 ، محلول پایدار است. وقتی مقدار pH کمتر از ۲ باشد، مواد جامد را از هم جدا می کنند. اگر مقدار pH بالاتر از ۱۰ باشد، ویسکوزیته کاهش می یابد. درجه حرارت کرومیک ۲۲۷ درجه سانتیگراد و دمای کربنی شدن ۲۵۲ درجه سانتیگراد است. تنش سطح ۲٪ محلول آبی mn / n 71 است.
شاخص های اصلی فیزیکی و شیمیایی سدیم کربوکسی متیل سلولز ویسکوزیته ، DS (درجه جایگزینی) ، مقدار pH ، خلوص و فلزات سنگین هستند.

حلالیت کربوکسی متیل سلولز (CMC)

کربوکسی متیل سلولز یک ماده آبدوست طبیعی است و وقتی ذرات کربوکسی متیل سلولز سدیم در آب پراکنده می شوند، بلافاصله متورم می شوند و سپس حل می شوند.
۱٫ تحت شرایط همزن، اضافه کردن کربوکسی متیل سلولز به آرامی به تسریع در انحلال کمک می کند.
۲٫ در شرایط گرمایش، اضافه کردن کربوکسی متیل سلولز پراکنده می تواند سرعت انحلال را افزایش دهد، اما دمای گرمایش نمی تواند خیلی زیاد باشد و در دمای ۵۰-۶۰ درجه سانتیگراد مناسب است.
۳٫ اگر با مخلوط کردن با مواد دیگر استفاده می شود ابتدا مواد جامد را با هم مخلوط کرده و سپس حل کنید و در این روش می توان سرعت انحلال را نیز افزایش داد.
۴- نوعی حلال ارگانیک را اضافه کنید که با کربوکسی متیل سلولز غیر محلول باشند اما با آب مانند اتانول و گلیسیرین محلول بوده و سپس حل می شوند، بنابراین به این روش سرعت محلول می تواند خیلی سریع باشد.
جنبه های تعیین زمان مورد نیاز برای تجزیه کامل کربوکسی متیل سلولز
۱٫ کربوکسی متیل سلولز کاملاً می تواند با آب ترکیب شود و پدیده جداسازی مایع جامد بین این دو وجود ندارد.
۲٫ کلوئید ویسکوز مخلوط در حالت یکنواخت و سطح صاف است.
۳٫ کلوئیدویسکوز مخلوط تقریباً بی رنگ و شفاف است و ذره ای در آن نیست.
از لحظه ای که کربوکسی متیل سلولز در مخزن قرار می گیرد و با آب مخلوط می شود تا زمانی که سدیم سانتی متر به طور کامل حل شود، ممکن است ۱۰-۲۰ ساعت طول بکشد.
کربوکسی متیل سلولز سدیم (CMC) یک نمک محلول در آب است که در مقادیر زیادی از نظر تجاری خام و بدون هیچ گونه تصفیه برای استفاده در مواد شوینده، مایعات حفاری و صنعت کاغذ تولید می شود. در درجه خلوص بالاتر، CMC به عنوان یک افزودنی غذایی استفاده می شود.
با توجه به خاصیت آبدوستی، خواص شکل گیری خوب فیلم، ویسکوزیته بالا و عملکرد چسب از دیگر ویژگی های کربوکسی متیل سلولز است. CMC کاربردهای متنوعی دارد که در زیر ذکر شده است:

کاربردهای کربوکسی متیل سلولز (CMC)

صنعت ساخت و ساز

CMC در بیشتر ترکیبات سیمان و مصالح ساختمانی مورد استفاده قرار می گیرد زیرا به عنوان یک عامل تثبیت کننده و آبگریز عمل می کند. باعث افزایش پراکندگی ماسه در سیمان می شود و عمل چسبندگی آن را شدت می بخشد. همچنین از این ماده به عنوان چسب در اسباب و لوازم داخلی استفاده می شود.

مواد شوینده

صنایع شوینده بزرگترین مصرف کننده کربوکسی متیل سلولز هستند. ترکیبات CMC درجه فنی بیشتر در صابون ها و مواد شوینده مورد استفاده قرار می گیرند. CMC پس از برداشتن مواد شوینده ، بعنوان مهار کننده بازتولید گریس در پارچه عمل می کند.

صنعت کاغذ

پوشش کربوکسی متیل سلولز باعث کاهش مصرف موم در کاغذهای موم شده و مقوا می شود و از نفوذ کمتر موم به کاغذ اطمینان می یابد. به همین ترتیب، در نتیجه درخشش سطحی که می دهد، میزان مصرف جوهر چاپ کاهش می یابد. علاوه بر این، به دلیل اینکه سطح را صاف می کند، کربوکسی متیل سلولز باعث می شود که کاغذ نسبت به گریس مقاوم تر شود و ارتباط بین الیاف را بهبود بخشد و از این طریق رنگ کاغذ را بهبود بخشد. همچنین از آن به عنوان یک ماده پراکندگی در اکستروژن الیاف از پالپ و جلوگیری از لخته شدن آنها استفاده می شود.

کشاورزی

در سموم دفع آفات و اسپری های مبتنی بر آب، CMC به عنوان یک عامل تعلیق عمل می کند. همچنین به عنوان چسب عمل می کند تا بعد از کاربرد حشره کش را به برگهای گیاهان بچسباند. بعضی اوقات ، از CMC به عنوان یك كمك در زوال برخی کودهای كه بسیار آلاینده هستند استفاده می شود.

چسب ها

CMC به ترکیبات مختلف چسب اضافه شده است که تقریباً برای هر ماده استفاده می شود. این ماده در صنعت چرم بسیار مورد استفاده قرار می گیرد. چسب هایی که به چوب به چوب های دیگر می پیوندند با ترکیب CMC با نشاسته و فنل فرمالدئید به طور موثری ساخته شده اند.

لوازم آرایشی

کربوکسی متیل سلولز در مواد دندانپزشکی و در خمیر دندان و ژل ها استفاده می شود. این اتر محلول در آب به عنوان یک ضخیم کننده، تثبیت کننده ، ماده تعلیق کننده و سابق فیلم ها در کرم ها، لوسیون ها یا شامپوها استفاده می شود و در محصولات مراقبت از مو بسیار مورد استفاده قرار می گیرد.

رنگ

کربوکسی متیل سلولز (CMC) در رنگ ها و لاک های روغنی استفاده می شود. به عنوان یک ویسکوز کننده عمل می کند و رنگدانه را در مایعات معلق می کند.

صنعت نفت

کربوکسی متیل سلولز (CMC) خام یا خالص در لجن حفاری به عنوان ویکوز کننده کلوئید استفاده می شود و هنگام جدا کردن مته از سوراخ برای جلوگیری از رسوبات استفاده می شود.

پلاستیک

اصلی ترین کاربرد کربوکسی متیل سلولز در صنعت پلاستیک کمک به افزایش چسبندگی پلاستیک مانند لاتکس است.

سرامیک

اکثر اترهای محلول در آب برای پیوستن به قطعات چینی استفاده می شوند. آنها دارای خواص پخت خوبی هستند و محلول های کربوکسی متیل سلولز خاکستر بسیار کمی ایجاد می کنند.

صنعت نساجی

کربوکسی متیل سلولز خام به عنوان ماده اندازه پارچه استفاده می شود. CMC همچنین در ترکیبات با نشاسته در کارهای لباسشویی استفاده می شود. برای به پایان رساندن بهتر پارچه ها در فرایند تولید، پارچه با CMC آغشته شده و سپس با اسید و گرما آغشته می شود. همچنین در چاپ پارچه و به عنوان ماده ویسکوز کننده در رنگ ها و لاک های نساجی بسیار مؤثر است.

داروسازی

از کربوکسی متیل سلولز برای پوشش قرص هایی با درجه خلوص بالا و گرانروی کم استفاده می شود. CMC در محیط اسیدی معده نامحلول است اما در محیط اصلی روده محلول است. همچنین از آن برای ژل های فرم، برای انتقال دارو، جدا شدن قرص ها و همچنین به عنوان تثبیت کننده تعلیق، امولسیون، اسپری ها و قرص های چسب زیستی که به طور داخلی به مخاط یک قسمت بدن وصل می شوند، استفاده می شود.
همچنین یکی دیگر از خلاقانه ترین کاربردهای کربوکسی متیل سلولز در حوزه پزشکی استفاده از محلول های CMC برای تشکیل ژل هایی است که در جراحی قلب، سینه و قرنیه مورد استفاده قرار می گیرد. در عملیات قفسه سینه، ریه ها بهم ریخته می شوند و سپس با محلول کربوکسی متیل سلولز پوشیده می شوند تا از نشت هوا و ورود مایعات جلوگیری شود. در زمینه ارتوپدی، از محلول های CMC در روغن کاری مفاصل استخوان ها، بیشتر در مچ دست، زانو و باسن استفاده می شود. مایع برای جلوگیری از فرسایش، تورم و از بین رفتن احتمالی غضروف های متصل به استخوان ها در این مفاصل تزریق می شود.

غذا

کربوکسی متیل سلولز (CMC) در مواد غذایی به عنوان یک ماده کمکی در چاشنی بستنی، کرم و لبنیات به عنوان کمکی برای تشکیل ژل در ژلاتین ها و پودینگ ها و همچنین به عنوان یک ضخیم کننده در سس سالاد و فیله ها مورد استفاده قرار می گیرد. همچنین به عنوان ماده معلق کننده در آب میوه ها، به عنوان یک کلوئید محافظ در امولسیون ها و سس مایونز، به عنوان یک ماده محافظ برای پوشش سطح میوه ها و به عنوان یک تثبیت کننده در محصولات پخت آماده استفاده می شود. از آنجا که کربوکسی متیل سلولز توسط بدن انسان متابولیزه نمی شود، برای استفاده در غذاهایی که کالری کم دارند تأیید شده است.

کاربردهای دیگر کربوکسی متیل سلولز

کربوکسی متیل سلولز همچنین در ساخت پوشک و محصولات بهداشتی از این نوع استفاده می شود. از آنجا که آبدوست است، CMC به ژلاتینه شدن مایع کمک می کند و احتباس را تقویت می کند.