Carboxymethylcellulose (CMC) is een in water oplosbaar cellulosederivaat dat veel wordt gebruikt in een verscheidenheid aan industrieën, waaronder de voeding, de farmaceutische industrie en de persoonlijke verzorging.De substitutiegraad (DS) is een belangrijke parameter die de eigenschappen van CMC beïnvloedt.In dit artikel bespreken we de invloed van DS op de kwaliteit van carboxymethylcellulose.
Ten eerste is het belangrijk om te begrijpen wat de mate van substitutie is.De substitutiegraad heeft betrekking op het aantal carboxymethylgroepen per glucose-eenheid in de celluloseketen.CMC wordt geproduceerd door cellulose te laten reageren met natriummonochlooracetaat en natriumhydroxide.Tijdens deze reactie worden de hydroxylgroepen op de celluloseketen vervangen door carboxymethylgroepen.De mate van substitutie kan worden geregeld door het variëren van de reactieomstandigheden, zoals de concentratie natriumhydroxide en natriummonochlooracetaat, de reactietijd en de temperatuur.
De DS van CMC beïnvloedt de fysische en chemische eigenschappen ervan, zoals de oplosbaarheid, viscositeit en thermische stabiliteit.CMC met een lage DS heeft een hogere kristalliniteitsgraad en is minder wateroplosbaar dan CMC met een hoge DS.Dit komt omdat de carboxymethylgroepen in CMC met een lage DS zich op het oppervlak van de celluloseketen bevinden, waardoor de wateroplosbaarheid ervan wordt verminderd.CMC met een hoge DS heeft daarentegen een meer amorfe structuur en is beter in water oplosbaar dan CMC met een lage DS.
De viscositeit van CMC wordt ook beïnvloed door de DS.CMC met een lage DS heeft een lagere viscositeit dan CMC met een hoge DS.Dit komt omdat de carboxymethylgroepen in CMC met een lage DS verder uit elkaar staan, wat de interactie tussen de celluloseketens vermindert en de viscositeit verlaagt.CMC met een hoge DS heeft daarentegen een hogere viscositeit omdat de carboxymethylgroepen dichter bij elkaar zitten, wat de interactie tussen de celluloseketens vergroot en de viscositeit verhoogt.
Naast de fysische eigenschappen heeft de DS van CMC ook invloed op de chemische eigenschappen.CMC met een lage DS is minder stabiel bij hoge temperaturen en pH-waarden dan CMC met een hoge DS.Dit komt omdat de carboxymethylgroepen in CMC met een lage DS gevoeliger zijn voor hydrolyse en onder zware omstandigheden kunnen afbreken.CMC met een hoge DS is daarentegen stabieler bij hoge temperaturen en pH-waarden omdat de carboxymethylgroepen steviger aan de celluloseketen gebonden zijn.
Posttijd: 10 maart 2023