La carboximetilcelulosa de sodio (CMC) es un compuesto de polímero ampliamente utilizado en muchas industrias, como alimentos, medicamentos, cosméticos, textiles, papel y perforación de aceite. Se obtiene por modificación química de celulosa. Sus características estructurales son que algunos grupos hidroxilo en las moléculas de celulosa son reemplazados por grupos carboximetilo (–CH2COOH) y se combinan con iones de sodio para formar sales de sodio solubles en agua.
1. Estructura y propiedades químicas
La fórmula química de la carboximetilcelulosa de sodio es (C6H7O2 (OH) 2Ch2Cona) N, que tiene cierta solubilidad y absorción de agua. Su estructura básica es una estructura lineal compuesta por moléculas de monómeros glucosa de celulosa. Después de la modificación química, algunos o todos los grupos hidroxilo en las moléculas de celulosa son reemplazados por grupos carboximetilo para formar moléculas solubles en agua con cargas negativas. Específicamente, la cadena molecular de la carboximetilcelulosa de sodio contiene una gran cantidad de grupos carboximetilo (–Ch2Cooh), que pueden interactuar con las moléculas de agua, dándole buenas características de solubilidad y viscosidad.
CMC tiene las siguientes propiedades básicas:
Solubilidad de agua: la carboximetilcelulosa de sodio se puede disolver rápidamente en agua para formar una solución coloidal uniforme.
Viscosidad: la solución acuosa CMC tiene una alta viscosidad, y la viscosidad está relacionada con su peso molecular y concentración de solución.
Estabilidad: CMC tiene una buena estabilidad con el ácido, el álcali y la alta temperatura, pero en un ambiente ácido o álcali fuerte, la estabilidad de CMC disminuirá.
Ajuste: ajustando el peso molecular y el grado de sustitución de CMC, sus propiedades físicas y químicas se pueden controlar con precisión.
2. Método de preparación
La carboximetilcelulosa de sodio generalmente se prepara reaccionando celulosa y cloroacetato de sodio en un entorno alcalino. Los pasos específicos son los siguientes:
Pretratamiento de celulosa: Primero, la celulosa (como la fibra de algodón) se lava para eliminar las impurezas.
Reacción de alcalinización: la celulosa pretratada se reacciona con solución de hidróxido de sodio para separar la parte hidroxilo en la molécula de celulosa para formar una sal de sodio de celulosa activa.
Reacción de sustitución: en condiciones alcalinas, se agrega cloroacetato de sodio y el cloroacetato de sodio reacciona con celulosa de sodio, de modo que los grupos hidroxilo en las moléculas de celulosa se reemplazan por grupos carboximetilo.
Lavado y secado: después de que se completa la reacción, el producto se lava con agua para eliminar las impurezas, y finalmente se obtiene la carboximetilcelulosa de sodio purificada.
3. Campos de aplicación
Debido a su buena solubilidad de agua, engrosamiento y estabilidad, la carboximetilcelulosa de sodio se usa ampliamente en los siguientes campos:
Industria alimentaria: como espesante, estabilizador, emulsionante, agente gelificante, etc. Se encuentra comúnmente en alimentos como helado, gelatina, condimento, sopa instantánea, etc. Su función principal es mejorar el sabor de los alimentos, extender la vida útil y aumentar la consistencia.
Industria farmacéutica: como aglutinante, agente de liberación sostenida, agente de suspensión y espesante de drogas, se usa en tabletas, cápsulas, líquidos orales, ungüentos tópicos y otras preparaciones. Además, CMC también se usa como material hemostático para cirugía y materiales dentales.
Industria cosmética: utilizado en la producción de lociones, cremas, champús, pastas de dientes y otros productos como espesante y estabilizador. Puede ajustar la viscosidad del producto y mejorar la experiencia del usuario.
Industria de la fabricación de papel: como agente de tratamiento de superficie para el papel, CMC puede mejorar la resistencia, la resistencia al agua y la imprimir del papel y reducir el polvo en la superficie del papel.
Drillación de aceite: durante la perforación de aceite, CMC se usa en el fluido de perforación para espesar y estabilizar el fluido de perforación, ayudar a eliminar los esquejes de roca alrededor de la broca y estabilizar la pared del pozo.
Industria textil: como un aditivo de dispersión de tinte e impresión, CMC puede mejorar la uniformidad de teñido y la calidad de los textiles.
4. Seguridad e impacto ambiental
La carboximetilcelulosa de sodio se considera generalmente segura, y su uso en alimentos y medicina ha sido aprobado por el códice de aditivos alimentarios internacionales y las regulaciones relevantes de muchos países. No es tóxico para el cuerpo humano y no tendrá un impacto significativo en el entorno ecológico, por lo que se usa ampliamente.
Sin embargo, aunque CMC en sí es ecológico, su proceso de producción puede implicar el uso de algunos reactivos químicos y problemas de tratamiento de aguas residuales. Por lo tanto, es necesario prestar atención a las medidas de protección del medio ambiente durante el proceso de producción para reducir la emisión de sustancias nocivas.
La carboximetilcelulosa de sodio es un material de polímero multifuncional ampliamente utilizado y multifuncional. Sus propiedades de espesamiento, estabilización y gelificante lo hacen importante para muchas industrias. Desde la comida, la medicina hasta la industria, CMC juega un papel importante. Con el avance continuo de la tecnología en el futuro, el campo de aplicación de CMC puede ampliarse aún más.
Tiempo de publicación: Feb-20-2025