Karboksymetyloceluloza (CMC) to rozpuszczalna w wodzie pochodna celulozy, szeroko stosowana w różnych gałęziach przemysłu, w tym w przemyśle spożywczym, farmaceutycznym i higienie osobistej.Stopień podstawienia (DS) jest ważnym parametrem wpływającym na właściwości CMC.W tym artykule omówimy wpływ DS na jakość karboksymetylocelulozy.
Po pierwsze, ważne jest, aby zrozumieć, jaki jest stopień substytucji.Stopień podstawienia odnosi się do liczby grup karboksymetylowych na jednostkę glukozy w łańcuchu celulozy.CMC wytwarza się w wyniku reakcji celulozy z monochlorooctanem sodu i wodorotlenkiem sodu.Podczas tej reakcji grupy hydroksylowe w łańcuchu celulozy zostają zastąpione grupami karboksymetylowymi.Stopień podstawienia można kontrolować zmieniając warunki reakcji, takie jak stężenie wodorotlenku sodu i monochlorooctanu sodu, czas reakcji i temperaturę.
DS CMC wpływa na jego właściwości fizyczne i chemiczne, takie jak rozpuszczalność, lepkość i stabilność termiczna.CMC o niskim DS ma wyższy stopień krystaliczności i jest mniej rozpuszczalna w wodzie niż CMC o wysokim DS.Dzieje się tak dlatego, że grupy karboksymetylowe w CMC o niskim DS znajdują się na powierzchni łańcucha celulozy, co zmniejsza jego rozpuszczalność w wodzie.Natomiast CMC o wysokim DS ma bardziej amorficzną strukturę i jest lepiej rozpuszczalna w wodzie niż CMC o niskim DS.
DS ma również wpływ na lepkość CMC.CMC o niskim DS ma niższą lepkość niż CMC o wysokim DS.Dzieje się tak, ponieważ grupy karboksymetylowe w CMC o niskim DS są bardziej oddalone od siebie, co zmniejsza interakcję między łańcuchami celulozy i obniża lepkość.Natomiast CMC o wysokim DS ma wyższą lepkość, ponieważ grupy karboksymetylowe są bliżej siebie, co zwiększa oddziaływanie między łańcuchami celulozy i podnosi lepkość.
Oprócz właściwości fizycznych DS CMC wpływa również na jego właściwości chemiczne.CMC o niskim DS jest mniej stabilny w wysokich temperaturach i wartościach pH niż CMC o wysokim DS.Dzieje się tak, ponieważ grupy karboksymetylowe w CMC o niskim DS są bardziej podatne na hydrolizę i mogą rozkładać się w trudnych warunkach.Natomiast CMC o wysokim DS jest bardziej stabilny w wysokich temperaturach i wartościach pH, ponieważ grupy karboksymetylowe są mocniej związane z łańcuchem celulozy.
Czas publikacji: 10 marca 2023 r