La carboximetil cel·lulosa sòdica s'utilitza àmpliament en la indústria, la indústria farmacèutica i la producció d'aliments. Aquest compost està fet a base de fusta i és un material biològicament inert, és a dir, no participa en processos fisiològics. A causa de les propietats especials de les solucions amb aquest component, és possible regular la viscositat de les substàncies i altres paràmetres tècnics.
Descripció
La carboximetilcel·lulosa sòdica (CMC) és la sal sòdica de l'àcid glicòlic de cel·lulosa. El nom químic del compost segons la nomenclatura IUPAC: poli-1, 4-β-O-carboximetil-D-piranosil-D-glicopiranosa sòdica.
Fórmula empírica de la carboximetilcel·lulosa sòdica tècnica: [C6H7 O2 (OH)3-x(OCH2 COONa)x] . En aquesta expressió, x és el grau de substitució dels grups CH2-COOH i n és el grau de polimerització.
La fórmula estructural es mostra a la figura següent.
Propietats
En aparença, la carboximetil cel·lulosa sòdica tècnica és un material fibrós en pols, de gra fi o inodor amb una densitat aparent de 400 a 800 kg/m3.
Na-CMC té les característiques següents:
-
pes molecular del compost – [236];
- es dissol ràpidament tant en aigua calenta com freda, insoluble en olis minerals i líquids orgànics;
- forma pel·lícules resistents a olis, greixos i dissolvents orgànics;
- augmenta la viscositat de les solucions i les fa tixotròpiques; amb un augment de l'acció mecànica, es produeix una disminució de la resistència al flux;
- absorbeix bé el vapor d'aigua de l'aire, de manera que la substància s'ha d'emmagatzemar en habitacions seques (en condicions normals conté un 9-11% d'humitat);
- El compostno és tòxic, no és explosiu, però es pot encendre en estat polsós (temperatura d'auto-ignició +212 °C);
- presenta les propietats d'un polielectròlit aniònic en solucions.
Quan la temperatura canvia, la viscositat de laboratori de la carboximetil cel·lulosa sòdica en solucions varia molt. Aquesta és una de les característiques més importants d'aquest compost, que determina l'abast de la seva aplicació. Un alt grau de polimerització proporciona una alta viscositat i viceversa. A pH<6 o superior a 9, resistència al flux reduïdabaixa significativament. Per tant, s'aconsella utilitzar aquesta sal en ambients neutres i lleugerament alcalins. Els canvis de viscositat en condicions normals són reversibles.
La carboximetilcel·lulosa sòdica també té compatibilitat química amb moltes altres substàncies (midó, gelatina, glicerina, resines hidrosolubles, làtex). Quan s'escalfa a temperatures superiors a 200 °C, la sal es descompon en carbonat de sodi.
El principal factor que influeix en les característiques d'aquest compost és el grau de polimerització. La solubilitat, l'estabilitat, les propietats mecàniques i la higroscopicitat depenen del pes molecular. La substància es produeix en set graus segons el grau de polimerització i dos graus segons el contingut de la substància principal.
Rebre
La carboximetil cel·lulosa sòdica es fa comercialment des de 1946. La producció de CMC ara representa almenys el 47% del total d'èters de cel·lulosa.
La principal matèria primera per a la síntesi d'aquest compost és la cel·lulosa de fusta, el polímer orgànic més comú. Els seus avantatges són el preu baix, la biodegradabilitat, la manca de toxicitat i la tecnologia de processament fàcil.
La carboximetil cel·lulosa sòdica s'obté fent reaccionar cel·lulosa alcalina amb C₂H₃ClO₂ (àcid monocloroacètic) o la seva sal sòdica. En els darrers anys s'està treballant per trobar noves fonts per a l'extracció de matèries primeres (lli, palla, cereals, jute, sisal i altres), ja que la demanda d'aquest material és en constant creixement. El rentat s'utilitza per millorar la qualitat de la substància.la sal acabada de les impureses, activeu la cel·lulosa o actueu sobre ella amb radiació de microones.
carboximetilcel·lulosa sòdica: aplicacions industrials
A causa de les seves propietats especials, CMC s'utilitza per als propòsits següents:
- engrossiment de diverses formulacions, gelatinització;
- unint partícules fines en pel·lícules de pintura (formació de pel·lícules);
- ús com a agent de retenció d'aigua;
- estabilització de les propietats físiques i químiques;
- augmentar la viscositat de les solucions per distribuir uniformement els seus ingredients;
- modificació reològica;
- prevenció de la coagulació (adhesió de partícules en suspensió).
Un dels majors usuaris de carboximetil cel·lulosa sòdica és la indústria del petroli i el gas, on el compost s'utilitza per millorar el rendiment dels fluids de perforació.
La substància també s'utilitza en la fabricació dels següents productes tècnics:
- detergents;
- productes d'impressió;
- morters per a obres d'acabat de construcció;
- adhesius, materials de mida;
- mescles seques de construcció, ciment (per evitar esquerdes);
- materials de pintura;
- lubricant-refrigerants;
- mitjana per endurir rails;
- revestiment d'elèctrodes de soldadura i altres.
La carboximetil cel·lulosa sòdica s'utilitza per estabilitzar l'escuma en la lluita contra incendis, la indústria alimentària, en la fabricació de perfums i ceràmiques. Els tècnics calculen que aquest compost s'utilitza en més de 200 camps de l'enginyeria i la medicina.
Recobriments protectors
Una de les direccions prometedores és la introducció de nanopartícules sintetitzades a partir de suspensions CMC com a additius estabilitzadors en recobriments resistents a la corrosió. Això us permet canviar l'estructura dels polímers, augmentar l'adhesió amb el material base, millorar les propietats físiques i mecàniques del recobriment sense un augment significatiu del cost de la composició. Les nanopartícules formen microclusters, cosa que permet obtenir compostos amb propietats tècniques valuoses.
L'avantatge d'aquest suplement també és que és respectuós amb el medi ambient i biodegradable. La seva producció no requereix l'ús de dissolvents orgànics, per tant, es redueix el risc de contaminació de les aigües residuals i de l'atmosfera, no cal utilitzar equips especialitzats i un rang de temperatura elevat.
Complement dietètic
Carboximetilcel·lulosa sòdica s'utilitza com a additiu alimentari (E-466) a una concentració no superior a 8 g/kg. La substància realitza diverses funcions en els productes:
- engrossiment;
- propietats estabilitzants;
- esperahumitat;
- extensió de la vida útil;
- conservació de la fibra dietètica després de la descongelació.
La majoria de vegades, aquest compost s'afegeix a menjar ràpid, gelats, rebosteria, melmelada, gelatina, formatge processat, margarina, iogurt, peix en conserva.
Medicina i cosmetologia
A la indústria farmacèutica, la carboximetil cel·lulosa sòdica s'utilitza en grups de fàrmacs com ara:
- gotes per als ulls, solucions per a injeccions - per allargar l'efecte terapèutic;
- closques de tauletes - per regular l'alliberament de la substància activa;
- emulsions, gels i ungüents - per estabilitzar substàncies formatives;
- antiàcids: com a components d'intercanvi iònic i complexants.
En la producció de productes d'higiene i cosmètics, aquest compost s'utilitza com a part de pastes de dents, xampús, gels d'afaitar i de dutxa i cremes. La funció principal és estabilitzar les propietats i millorar la textura.
Efecte en humans i animals
La carboximetilcel·lulosa sòdica és hipoalergènica, biològicament inactiva, no té efectes cancerígens i no perjudica la funció reproductiva dels organismes vius. L'ús com a additius alimentaris en una concentració segura no comporta conseqüències negatives. La pols del compost pot causar irritació si entra als ulls i a les vies respiratòries superiors (MAC).l'aerosol és de 10 mg/m3).
Les pel·lícules que contenen sal de sodi alliberen l'ingredient actiu a l'entorn alcalí de l'intestí. El compost s'excreta del cos humà i dels animals sense canvis. A les masses d'aigua amb finalitats econòmiques, la substància pertany a la tercera classe de perill (moderadament perillosa). MPC en aquest cas és de 2 mg/l.
