A carboximetilcelulosa (CMC) é un aditivo funcional moi utilizado en diversas industrias como a alimentaria, farmacéutica, a fabricación de papel, téxtil e mineira.Derívase da celulosa natural, que abunda en plantas e outros materiais biolóxicos.CMC é un polímero soluble en auga con propiedades únicas, incluíndo viscosidade, hidratación, adhesión e adhesión.
Características do CMC
CMC é un derivado de celulosa que se modifica quimicamente introducindo grupos carboximetilo na súa estrutura.Esta modificación mellora a solubilidade e hidrofilia da celulosa, mellorando así a funcionalidade.As propiedades dunha CMC dependen do seu grao de substitución (DS) e do seu peso molecular (PM).DS defínese como o número medio de grupos carboximetilo por unidade de glicosa na columna vertebral de celulosa, mentres que MW reflicte o tamaño e distribución das cadeas de polímero.
Unha das principais propiedades do CMC é a súa solubilidade en auga.CMC é facilmente soluble en auga, formando unha solución viscosa con propiedades pseudoplásticas.Este comportamento reolóxico resulta de interaccións intermoleculares entre moléculas de CMC, o que ten como resultado unha diminución da viscosidade baixo tensión de cizallamento.A natureza pseudoplástica das solucións CMC fai que sexan adecuadas para unha variedade de aplicacións, como espesantes, estabilizadores e axentes de suspensión.
Outra característica importante de CMC é a súa capacidade de formación de películas.As solucións CMC pódense moldear en películas con excelentes propiedades mecánicas, transparencia e flexibilidade.Estas películas pódense usar como revestimentos, laminados e materiais de embalaxe.
Ademais, CMC ten boas propiedades de unión e unión.Forma unha forte unión con diferentes superficies, incluíndo madeira, metal, plástico e tecido.Esta propiedade levou ao uso de CMC na produción de revestimentos, adhesivos e tintas.
Viscosidade CMC
A viscosidade das solucións CMC depende de varios factores como a concentración, DS, PM, temperatura e pH.En xeral, as solucións CMC presentan viscosidades máis altas a maiores concentracións, DS e MW.A viscosidade tamén aumenta coa diminución da temperatura e do pH.
A viscosidade das solucións de CMC está controlada pola interacción entre as cadeas de polímero e as moléculas de disolvente da solución.As moléculas de CMC interactúan coas moléculas de auga a través de enlaces de hidróxeno, formando unha capa de hidratación ao redor das cadeas de polímero.Esta capa de hidratación reduce a mobilidade das cadeas de polímero, aumentando así a viscosidade da solución.
O comportamento reolóxico das solucións CMC caracterízase polas curvas de fluxo, que describen a relación entre o esforzo cortante e a velocidade de cizallamento da solución.As solucións CMC presentan un comportamento de fluxo non newtoniano, o que significa que a súa viscosidade cambia coa velocidade de cizallamento.A baixas taxas de cizallamento, a viscosidade das solucións CMC é maior, mentres que a altas taxas de cizallamento, a viscosidade diminúe.Este comportamento de adelgazamento por cizallamento débese a que as cadeas de polímero se aliñan e estiran baixo a tensión de cizallamento, o que resulta en forzas intermoleculares reducidas entre as cadeas e unha diminución da viscosidade.
Aplicación de CMC
A CMC é amplamente utilizada en diferentes campos debido ás súas propiedades únicas e ao seu comportamento reolóxico.Na industria alimentaria, o CMC úsase como espesante, estabilizador, emulsionante e mellorador de textura.Engádese a alimentos como xeados, bebidas, salsas e produtos de panadería para mellorar a súa textura, consistencia e vida útil.A CMC tamén impide a formación de cristais de xeo nos alimentos conxelados, obtendo un produto suave e cremoso.
Na industria farmacéutica, o CMC úsase como aglutinante, desintegrante e axente de liberación controlada en formulacións de comprimidos.Mellorar a compresibilidade e fluidez do po e garantir a uniformidade e estabilidade dos comprimidos.Debido ás súas propiedades mucoadhesivas e bioadhesivas, a CMC tamén se usa como excipiente en formulacións oftálmicas, nasais e orais.
Na industria do papel, a CMC úsase como aditivo de extremo húmido, aglutinante de revestimento e axente de prensa de encolado.Mellora a retención e drenaxe da pulpa, aumenta a resistencia e densidade do papel e proporciona unha superficie lisa e brillante.CMC tamén actúa como barreira de auga e aceite, evitando que a tinta ou outros líquidos penetren no papel.
Na industria téxtil, CMC úsase como axente de encolado, espesante de impresión e auxiliar de tinguidura.Mellora a adhesión das fibras, mellora a penetración e fixación da cor e reduce a fricción e as engurras.CMC tamén imparte suavidade e rixidez ao tecido, dependendo do DS e MW do polímero.
Na industria mineira, o CMC úsase como floculante, inhibidor e modificador da reoloxía no procesamento de minerais.Mellora a sedimentación e filtración de sólidos, minimiza a separación da ganga de carbón e controla a viscosidade e a estabilidade da suspensión.CMC tamén reduce o impacto ambiental do proceso mineiro minimizando o uso de produtos químicos tóxicos e auga.
En conclusión
CMC é un aditivo versátil e valioso que presenta propiedades e viscosidade únicas debido á súa estrutura química e á súa interacción coa auga.A súa solubilidade, capacidade de formación de películas, propiedades de unión e adhesión fan que sexa apta para diferentes aplicacións nos sectores alimentario, farmacéutico, papeleiro, téxtil e mineiro.A viscosidade das solucións CMC pode controlarse por varios factores, como a concentración, DS, PM, temperatura e pH, e pódese caracterizar polo seu comportamento pseudoplástico e de adelgazamento por cizallamento.CMC ten un impacto positivo na calidade, eficiencia e sostibilidade dos produtos e procesos, polo que é unha parte esencial da industria moderna.
Hora de publicación: 25-09-2023