معرفی
کربوکسی متیل سلولز که معمولاً به عنوان CMC نامیده می شود، یک ترکیب همه کاره و ضروری است که در انواع محصولاتی که روزانه با آنها روبرو می شویم یافت می شود. از غذایی که می خوریم گرفته تا داروهایی که مصرف می کنیم، CMC نقش مهمی در افزایش کیفیت و عملکرد کالاهای مختلف دارد.
کربوکسی متیل سلولز چیست؟
کربوکسی متیل سلولز که اغلب به اختصار CMC نامیده می شود، یک پلیمر محلول در آب مشتق شده از سلولز است که جزء ساختاری اصلی دیواره سلولی گیاه است. ساختار شیمیایی منحصربهفرد CMC به آن اجازه میدهد تا خواص ضخیمکننده، تثبیتکننده و اتصال استثنایی داشته باشد و آن را به یک عنصر ضروری در طیف گستردهای از محصولات تبدیل کند.
خرید کربوکسی متیل سلولز
کربوکسی متیل سلولز به صورت پودر موجود است. کربوکسی متیل سلولز کاربرد های فراوانی در صنعت دارد. جهت خرید کربوکسی متیل سلولز تولید چین برند شاندونگ با بهترین قیمت می توانید با شرکت فروش مواد شیمیایی echemicals.ir تماس برقرار نموده و با همکاری متخصصین این شرکت خریدی ایده آل را تجربه نمایید. شرکت echemicals.ir مواد شیمیایی مانند مونومر وینیل استات و کربوکسی متیل سلولز را به تمام نقاط ایران از جمله تهران، قزوین، اصفهان و شمال کشور ارائه می دهد.
تاریخچه ی کربوکسی متیل سلولز
تاریخچه CMC به قرن نوزدهم باز می گردد. در سال 1918، به یک شیمیدان آلمانی به نام فریتز هرتزوگ، حق ثبت اختراع برای فرآیند تولید کربوکسی متیل سلولز اعطا شد.
در اوایل قرن بیستم، تولید صنعتی CMC شروع به شکل گیری کرد. در ابتدا در صنعت نساجی به عنوان یک عامل اندازهگیری استفاده میشد که به بهبود فرآیند بافت و کیفیت پارچهها کمک میکرد.
با درک بهتر خواص آن، CMC کاربردهایی فراتر از منسوجات پیدا کرد. در صنایع غذایی به دلیل خاصیت غلیظ کننده و تثبیت کننده آن به عنوان افزودنی غذایی استفاده می شد. می توان آن را در محصولاتی مانند بستنی، سس های سالاد و سس ها یافت.
در طول جنگ جهانی دوم، CMC به عنوان یک اتصال دهنده در تولید مواد منفجره شهرت یافت.
در دوره پس از جنگ، CMC به یافتن کاربردها در صنایع مختلف از جمله تولید کاغذ، مواد شوینده، آرایشی و بهداشتی و داروسازی ادامه داد.
در دهه های اخیر، CMC دستخوش تغییرات بیشتری شده است تا ویژگی های خود را برای کاربردهای خاص افزایش دهد. به عنوان مثال، CMC متقاطع در صنعت داروسازی برای کنترل نرخ انتشار دارو استفاده می شود.
ویژگی های فیزیکی کربوکسی متیل سلولز
- چگالی: چگالی کربوکسی متیل سلولز (CMC) بسته به درجه و غلظت آن میتواند متفاوت باشد، اما معمولاً در محدوده 0.5 تا 0.7 گرم بر سانتیمتر مکعب است.
- فرمول مولکولی: فرمول مولکولی کربوکسی متیل سلولز (C6H7O2(OH)2OCH2COONa)n است که “n” نشان دهنده درجه پلیمریزاسیون است.
- شکل ظاهری: کربوکسی متیل سلولز پودری سفید تا کرم رنگ، بی بو و بی مزه است. همچنین در اشکال مختلف مانند گرانول، الیاف و محلول موجود است.
- دمای ذوب: کربوکسی متیل سلولز دمای ذوب مشخصی ندارد، زیرا معمولاً قبل از رسیدن به نقطه ذوب واقعی، تحت تجزیه حرارتی قرار می گیرد. تخریب CMC می تواند در دمای بالاتر از 200 درجه سانتیگراد (392 درجه فارنهایت) شروع شود.
- دمای جوش: کربوکسی متیل سلولز نیز دمای جوش مشخصی ندارد، زیرا تمایل دارد قبل از رسیدن به نقطه جوش تجزیه شود. فرآیند تخریب معمولاً در حدود 200 درجه سانتیگراد (392 درجه فارنهایت) شروع می شود.
- اسیدیته: کربوکسی متیل سلولز معمولاً به صورت نمک سدیم (سدیم کربوکسی متیل سلولز یا Na-CMC) تهیه می شود، به این معنی که به دلیل وجود یون های سدیم، pH کمی قلیایی در آب دارد. PH محلول CMC معمولاً بسته به غلظت و درجه CMC مورد استفاده بین 6.5 تا 8.5 متغیر است.
ویژگی های کلیدی کربوکسی متیل سلولز
کربوکسی متیل سلولز دارای چندین ویژگی قابل توجه است که به استفاده گسترده آن در صنایع کمک می کند:
- حلالیت در آب: CMC بسیار محلول در آب است و محلول های کلوئیدی را تشکیل می دهد که پایداری عالی در طیف وسیعی از سطوح pH دارند. این حلالیت، ترکیب آن را در فرمولاسیون های مختلف آسان می کند.
- عامل ضخیم کننده: یکی از نقش های اصلی CMC توانایی آن در غلیظ کردن مایعات است. معمولاً در محصولات غذایی، آرایشی و بهداشتی و دارویی برای دستیابی به ویسکوزیته و بافت مورد نظر استفاده می شود.
- تثبیت کننده و امولسیفایر: CMC به عنوان یک تثبیت کننده و امولسیفایر در محصولاتی که نیاز به توزیع یکنواخت اجزای مختلف دارند، عمل می کند. این ویژگی در تضمین کیفیت و ظاهر ثابت بسیار مهم است.
- زیست تخریب پذیری: CMC که از سلولز طبیعی مشتق شده است، زیست تخریب پذیر است و آن را به یک انتخاب سازگار با محیط زیست برای کاربردهای مختلف تبدیل می کند.
- ویژگی های تشکیل فیلم: از CMC می توان برای ایجاد لایه های نازک در هنگام خشک شدن محلول ها استفاده کرد. این فیلم ها می توانند شفاف و انعطاف پذیر باشند و برای کاربردهای مختلف از جمله در صنایع غذایی و دارویی مناسب باشند.
- سازگاری با سایر مواد تشکیل دهنده: CMC را می توان به راحتی با سایر ترکیبات ترکیب کرد و عملکرد و عملکرد آنها را افزایش داد.
- رطوبت سنجی: کربوکسی متیل سلولز دارای خواص رطوبت سنجی است، به این معنی که می تواند آب را از محیط اطراف خود جذب و حفظ کند. این می تواند بر رفتار آن در فرمولاسیون تأثیر بگذارد و بر ثبات و بافت در طول زمان تأثیر بگذارد.
- رفتار رئولوژیکی: محلول های CMC رفتار غیر نیوتنی را نشان می دهند، به این معنی که ویسکوزیته آنها با نرخ برش اعمال شده تغییر می کند. این ویژگی در کاربردهای مختلفی مانند کنترل جریان در رنگ ها، چسب ها و سیالات حفاری مورد استفاده قرار می گیرد.
- اندازه ذرات: اندازه ذرات پودر CMC می تواند بر قابلیت پخش و حلالیت آن تأثیر بگذارد. ذرات ریزتر تمایل دارند سریعتر از ذرات بزرگتر حل شوند.
فرآیندهای تولید و سنتز کربوکسی متیل سلولز
کربوکسی متیل سلولز از طریق یک سری واکنش های شیمیایی سنتز می شود که مولکول های سلولز را اصلاح می کند و به آنها خواص ارزشمندی مانند حلالیت، توانایی غلیظ شدن و پایداری می بخشد. مراحل زیر روند تولید را تشریح می کند:
فعال سازی قلیایی
سلولز آماده شده با یک محلول قلیایی، معمولاً هیدروکسید سدیم (NaOH) درمان می شود تا زنجیره های سلولزی فعال شود و آنها را واکنش پذیرتر کند. این مرحله که به عنوان مرسریزاسیون شناخته می شود، شامل تورم الیاف سلولزی و ایجاد مکان هایی برای واکنش های شیمیایی بعدی است.
سلولز + NaOH → سلولز قلیایی + H2O
اتریفیکاسیون با کلرواستیک اسید
در طی این مرحله، سلولز فعال شده با اسید کلرواستیک واکنش داده و منجر به جایگزینی اتمهای هیدروژن روی زنجیرههای سلولز با گروههای کربوکسی متیل میشود. این جایگزینی حلالیت در آب و سایر خواص مطلوب را به سلولز می دهد و در نتیجه کربوکسی متیل سلولز تشکیل می شود.
سلولز قلیایی + اسید کلرواستیک → کربوکسی متیل سلولز + HCl
خنثی سازی و شستشو
پس از اتریفیکاسیون، مخلوط واکنش با اسید خنثی می شود تا pH کنترل شود. کربوکسی متیل سلولز به دست آمده رسوب می کند و به طور کامل شسته می شود تا ناخالصی ها، مواد شیمیایی واکنش نداده و محصولات جانبی از بین برود.
کربوکسی متیل سلولز + اسید → CMC خنثی شده + نمک + H2O
کاربردهای کربوکسی متیل سلولز
تطبیق پذیری کربوکسی متیل سلولز به طیف گسترده ای از صنایع گسترش می یابد که هر کدام از خواص منحصر به فرد خود بهره می برند. در ادامه به برخی از این کاربرد ها می پردازیم:
صنایع غذایی
در صنایع غذایی، کربوکسی متیل سلولز به عنوان تثبیت کننده، قوام دهنده و امولسیفایر عمل می کند. بافت و ویسکوزیته محصولات غذایی مختلف از جمله بستنی، سس سالاد و محصولات پخته شده را افزایش می دهد. توانایی آن در تشکیل ژل در غلظت های کم، آن را به انتخابی ارجح برای ایجاد بافت های غذایی صاف و یکدست تبدیل می کند.
داروها
CMC به طور گسترده در محصولات دارویی و پزشکی استفاده می شود. این به عنوان یک عامل اتصال در فرمولاسیون قرص استفاده می شود و توزیع یکنواخت مواد فعال را تضمین می کند. علاوه بر این، کربوکسی متیل سلولز یک جزء کلیدی در پمادهای موضعی است که باعث حفظ رطوبت و خواص ترمیم زخم می شود.
مراقبت های شخصی و لوازم آرایشی
وسایل مراقبت شخصی مانند خمیر دندان، شامپوها و لوسیون ها از ویژگی های جذب آب کربوکسی متیل سلولز بهره می برند. این به ویسکوزیته و قوام مطلوب این محصولات کمک می کند و عملکرد و تجربه کاربری آنها را افزایش می دهد.
صنعت کاغذ
در صنعت کاغذ، CMC به عنوان پوشش کاغذ و عامل اتصال دهنده عمل می کند. استحکام کاغذ، قابلیت چاپ و مقاومت در برابر آب را بهبود می بخشد. علاوه بر این، کربوکسی متیل سلولز در مواد بسته بندی برای افزایش دوام و مقاومت در برابر رطوبت استفاده می شود.
صنعت نفت و گاز
در صنعت نفت و گاز، کربوکسی متیل سلولز در سیالات حفاری استفاده می شود. این به کنترل ویسکوزیته سیال، جلوگیری از اتلاف سیال و تثبیت تشکیلات شیل کمک می کند. خواص عالی نگهداری آب آن را برای عملیات های مختلف حفاری ارزشمند می کند.
صنعت نساجی
CMC در بخش نساجی به عنوان یک عامل اندازهگیری استفاده میشود که به بافت صاف الیاف کمک میکند. از شکستن نخ در حین بافت جلوگیری می کند و کیفیت کلی پارچه ها را افزایش می دهد. علاوه بر این، کربوکسی متیل سلولز به عنوان یک غلیظ کننده رنگ عمل می کند و توزیع یکنواخت رنگ را بر روی منسوجات تضمین می کند.
مواد شوینده و پاک کننده
در پاک کننده های خانگی و صنعتی، CMC ویسکوزیته محصولات مایع را افزایش می دهد و از چسبندگی و عملکرد تمیز کنندگی بهتر اطمینان حاصل می کند.
صنعت سرامیک و رنگ
در سرامیک ها و رنگ ها، CMC به عنوان یک تثبیت کننده تعلیق عمل می کند و از ته نشین شدن ذرات جامد جلوگیری می کند. همچنین ویسکوزیته فرمولاسیون رنگ را افزایش می دهد و منجر به پوشش بهتر و کاربرد نرم تر می شود.
معدن و فرآوری سنگ معدن
CMC در استخراج و فرآوری سنگ معدن برای افزایش کارایی فرآیندهای فلوتاسیون استفاده می شود. با افزایش چسبندگی ذرات به حباب های هوا، به جداسازی مواد معدنی ارزشمند از سنگ معدن کمک می کند.
کشاورزی
در کشاورزی از کربوکسی متیل سلولز به عنوان نرم کننده خاک و پوشش دهنده بذر استفاده می شود. حفظ آب در خاک را بهبود می بخشد و باعث جوانه زنی و رشد بهتر بذرها می شود.
نکات ایمنی هنگام کار و جابه جایی کربوکسی متیل سلولز
تجهیزات حفاظت شخصی (PPE)
همیشه هنگام کار با کربوکسی متیل سلولز از تجهیزات حفاظت فردی مناسب استفاده کنید. این شامل عینک ایمنی، دستکش، روپوش آزمایشگاهی و کفش های بسته است. PPE به عنوان یک مانع بین شما و ماده شیمیایی عمل می کند و خطر تماس پوستی یا پاشش تصادفی را کاهش می دهد.
از اختلاط با مواد ناسازگار خودداری کنید
کربوکسی متیل سلولز را با سایر مواد شیمیایی مخلوط نکنید مگر اینکه سازگاری آن تایید شود. مخلوط کردن مواد ناسازگار می تواند منجر به واکنش های خطرناک و به خطر افتادن ایمنی شود.
ذخیره سازی مناسب
کربوکسی متیل سلولز را در مکانی خنک، خشک و دارای تهویه مناسب نگهداری کنید. از دستورالعمل های سازنده برای شرایط نگهداری پیروی کنید و مواد شیمیایی را از مواد ناسازگار دور نگه دارید.
خوردن، نوشیدن یا سیگار کشیدن را ممنوع کنید
هرگز غذا، نوشیدنی یا محصولات تنباکو را در محل کار مصرف نکنید. ذرات CMC می توانند به راحتی سطوح را آلوده کرده و به اقلام قابل بلعیدن راه پیدا کنند و خطراتی برای سلامتی ایجاد کنند.
تهویه مناسب
در محیطی با تهویه مناسب کار کنید یا هنگام برخورد با کربوکسی متیل سلولز از بخاردهی استفاده کنید. تهویه کافی به جلوگیری از تجمع بخارات و ذرات معلق در هوا کمک می کند و محیط کار ایمن تری را تضمین می کند.
سوالات متداول
آیا کربوکسی متیل سلولز برای مصرف در محصولات غذایی بی خطر است؟
بله، کربوکسی متیل سلولز برای مصرف بی خطر در نظر گرفته می شود و توسط مقامات نظارتی برای استفاده در محصولات غذایی تایید شده است.
آیا می توان از کربوکسی متیل سلولز در مواد غذایی بدون گلوتن استفاده کرد؟
قطعا! کربوکسی متیل سلولز اغلب در پخت بدون گلوتن برای بهبود بافت و قوام محصولات پخته شده استفاده می شود.
آیا کربوکسی متیل سلولز یک ماده طبیعی است؟
در حالی که کربوکسی متیل سلولز از سلولز، یک جزء طبیعی گیاهان مشتق می شود، فرآیند اصلاح شامل واکنش های شیمیایی است که آن را نیمه مصنوعی می کند.
آیا کربوکسی متیل سلولز کاربرد پزشکی دارد؟
بله، کربوکسی متیل سلولز به دلیل خاصیت اتصال و تثبیت کننده در صنعت داروسازی برای فرمولاسیون داروها و محصولات پزشکی استفاده می شود.
آیا کربوکسی متیل سلولز زیست تخریب پذیر است؟
بله، کربوکسی متیل سلولز زیست تخریب پذیر است و به طور طبیعی در طول زمان تجزیه می شود و اثرات زیست محیطی آن را به حداقل می رساند.
نتیجه
در نتیجه، کربوکسی متیل سلولز به عنوان یک شگفتی چند وجهی است که به طور یکپارچه خود را در صنایع و کاربردهای متنوع ادغام می کند. امیدواریم این مقاله برای شما مفید بوده باشد.
نقد و بررسیها
هنوز بررسیای ثبت نشده است.