کربوکسی متیل سلولز CMC
کربوکسی متیل سلولز (CMC) یک پلیمر پرکاربرد در صنایع مختلف است. این ترکیب یک مشتق سلولز محلول در آب است که از واکنش سلولز با کلرواستات سدیم ( نمک سدیم منو کلرو استیک اسید) تولید می شود. در این جا به اطلاعات کلی در مورد CMC، روش های تولید، مشخصات، درجه های مختلف و کاربردهای مختلف می پردازیم.
اطلاعات کلی:
کربوکسی متیل سلولز پودری سفید تا مایل به سفید، بی بو و بی مزه است که در آب محلول است. این یک پلیمر خطی با وزن مولکولی بالا و درجه جایگزینی (degree of substitution)است که از 0.4 تا 1.5 متغیر است. CMC معمولا به عنوان غلظت دهنده ، تثبیت کننده، بایندر و امولسیفایر در صنایع مختلف مانند مواد غذایی، دارویی، آرایشی، نساجی و کاغذ سازی استفاده می شود.
روش های تولیدCMC :
دو روش اصلی برای تولید کربوکسی متیل سلولز وجود دارد: روش قلیایی کردن و روش اتریفیکاسیون.
روش قلیایی سازی شامل تصفیه سلولز با یک قلیایی مانند هیدروکسید سدیم برای تشکیل سلولز قلیایی است. سپس سلولز قلیایی با کلرواستات سدیم واکنش داده و کربوکسی متیل سلولز بدست می آید.
روش اتریفیکاسیون شامل واکنش سلولز با اسید مونوکلرواستیک در حضور یک عامل اتری کننده( etherifying agent )مانند هیدروکسید سدیم یا کربنات سدیم است. سپس محصول به دست آمده با اسید خنثی می شود تا کربوکسی متیل سلولز تشکیل شود.
مشخصات فنی کربوکسی متیل سلولز:
مشخصات کربوکسی متیل سلولز به درجه و کاربرد آن بستگی دارد. به طور کلی، CMC باید حداقل درجه جایگزینی(degree of substitution) 0.5 و حداکثر رطوبت 10٪ داشته باشد. سایر مشخصات ممکن است شامل ویسکوزیته، pH، محتوای خاکستر و خلوص باشد.
انواع کربوکسی متیل سلولز:
انواع مختلفی از کربوکسی متیل سلولز در بازار موجود است که هر کدام خواص و کاربردهای خاصی دارند. رایج ترین گریدها عبارتند از:
- گرید غذایی: در صنایع غذایی به عنوان قوام دهنده، تثبیت کننده و امولسیفایر استفاده می شود.
- گرید دارویی: در صنعت داروسازی به عنوان چسباننده، تجزیه کننده و عامل تعلیق استفاده می شود.
- درجه صنعتی: در صنایع مختلف مانند نساجی، کاغذ و حفاری نفت به عنوان ضخیم کننده، چسباننده و تثبیت کننده استفاده می شود.
کاربردهای کربوکسی متیل سلولز CMC :
کربوکسی متیل سلولز کاربردهای متعددی در صنایع مختلف دارد. برخی از رایج ترین کاربردها عبارتند از:
- کاربرد CMC در صنایع غذایی:
در فرآورده های لبنی، شیرینی ها، سس ها، سس ها و نوشیدنی ها به عنوان قوام دهنده، تثبیت کننده و امولسیفایر استفاده می شود.
- کاربرد CMC در صنعت داروسازی:
در قرصها، کپسولها و سوسپانسیونها بهعنوان چسبنده، تجزیهکننده و معلقکننده استفاده میشود.
کاربرد کربوکسی متیل سلولز CMC در صنایع آرایشی و بهداشتی:
در کرم ها، لوسیون ها و شامپوها به عنوان قوام دهنده و تثبیت کننده استفاده می شود. تعلیقساز ذرات، ابقاء رنگ، محافظ پوست، پراکندگی یکدست، زداینده چرک و لکه، غلظتبخش و تثبیت کننده، روانساز، یکدستکننده، این مواد همچنین در تولید خمیردندان به دلیل مزه و طعم و جلا دهنده بودن آن، کرمهای دست، شامپوها، خمیر ریشتراش مایع کاربرد دارد.
کاربرد CMC در صنعت شویندهها و صابونها
از ویژگیهای منحصر به فرد C.M.Cاین است که افزایش مقدار کمی از آن به شویندهها موجب معلق ماندن چرک جدا شده میگردد و دارای حداکثر قدرت حل کردن چرک و چربی میباشد. C.M.Cحدفاصل تار و پود پارچه را پر میکند و اجازه نمیدهد چرک در لابهلای آن جا گیرد و به اصطلاح ازچرک مردگی جلوگیری میکند و از همه مهمتر اینکه میتواند امولسیون صابون و یا محلول را غلظت داده و ساختار آن را تثبیت بخشد و نیز تعلیقساز ذرات و خاک بوده و به پوست آسیبی نمیرساند.
- کاربرد CMC در صنعت نساجی: در مواد سایز و خمیرهای چاپی به عنوان قوام دهنده و چسباننده استفاده می شود.
هماهنگ کننده تار و پود، نگهدارنده و جذب کننده آب، غلظت دهنده در خمیرهای چاپ و ماده اولیه در فرایندهای مختلف تکمیل ، چسب مناسب برای الیاف و تشکیل دهنده لایه، عامل استحکام و مقاوم کننده در برابر فرسودگی بوده و پارچههایی که با الیاف نخی و کتان هستند را از لحاظ وزنی سبک میکند و مانع از بین رفتن و فساد آنها میشود. این ماده به عنوان ماده اولیه در خلال فرایند چاپ، مخصوصاً به روی پارچههای ابریشمی به کار میرود. نیز در آهار زنی نخهای مصنوعی کاربرد دارد.
- کاربرد CMC در صنعت کاغذ: در پوشش های کاغذ و مواد سایز به عنوان ضخیم کننده و چسباننده استفاده می شود.
این ماده در پروسه کاغذسازی، مقاومت در برابر ساییدگی و یکنواختی سطح و ویژگی ضد شکنندگی، قدرت کشش و سختی کاغذ را بالا میبرد. تشکیل دهنده لایه چسبنده، غلظتبخش، باعث افزایش استحکام، عامل بهبودی سطح و جلای آن بوده و نیز انعطاف سطح در برابر تاشدگی را بهبود میبخشد. در ساخت مقوای چیندار به عنوان عامل کنترل کننده ویسکوزیته، و تثبیت کننده برای خمیرهای نشاستهای و چسب آن قابل استفاده میباشد.
- کاربرد CMC در صنعت حفاری نفت:
در سیالات حفاری به عنوان قوام دهنده و تثبیت کننده استفاده می شود.
این ماده به عنوان عامل مهمی در بهبودکیفیت گل حفاری عمل میکند. نوع با ویسکوزیته بالای آن برای ایجاد غلظت و نوع با ویسکوزیته پایین به عنوان عاملی در کاهش ضایعات فیلتراسیون محلول حاصل حفاری نفت است. کنترل کننده اتلاف مایع، جاذب و نگهدارنده آب، عامل درزگیری دیواره چاه ، تعلیق ساز خاک و نیز غلظتدهنده روانی میباشد.
کاربرد CMC در صنعت رنگ و رزین
این ماده به عنوان عامل کنترل ویسکوزیته در رنگهای امولسیون قابل استفاده است و نیز در حرکت قلممو اثر مطلوبی دارد. در رنگهای محلول به عنوان مادهای برای پر کردن منافذ در سطوح منفذدار سطح دیوار گچی و غیره قبل از استعمال رنگ و روغن به کار میرود. این ماده عامل حجمدهنده خوبی برای مواد پرکننده میباشد. نگهدارنده و جذب کننده آب، تشکیل دهنده لایه، تعلیقساز ذرات، نگهدارنده رنگ، غلظتدهنده، تثبیتکننده و یکدستکننده میباشد.
کربوکسی متیل سلولز به دلیل ویژگیهای منحصر به فرد دارای کاربردهای مختلف است. لازم به ذکر است جهت کاربرد در صنایع مختلف انواع مختلفی از این ماده با خصوصیات و مشخصه و استانداردهای مختلف تولید میشود. بطور کلی برای C.M.C کاربردهای زیر را میتوان در صنایع مختلف در نظر گرفت:
کاربرد CMC در صنعت کاشی و سرامیک
این ماده در صنایع کاشیسازی و سرامیک نوعی تثبیتکننده ، نگهدارنده و جذب کننده آب، تشکیل دهنده لایه، غلظت دهنده و تثبیت کننده و برای جلاها جهت بهسازی استحکام قطعه قالب شده میباشد و میتواند به عنوان غلظتدهنده در قالبهای کوزهگری استفاده و محصولات را زیبا و بدون هیچگونه ترک و حباب و عیب میگرداند و قدرت چسبندگی را افزایش دهد و باعث شکلپذیری آسان و افزایش استحکام آن تا 2 یا 3 برابر میشود. افزودن این ماده قدرت پخششوندگی لعاب را بهبود میبخشد و نیز باعث استحکام چسبندگی بین لعاب و سرامیک میگردد.
کاربرد CMC در چسب
این ماده به علت خاصیت تشکیل فیلم و کشش سطحی خوب، بهعنوان یک چسب در چسب کاغذ دیواری، چسب خمیرکاغذ، چسب کاغذ سنباده،چسب چرم و غیره به کار میرود.
کاربرد CMC در سموم و آفتکشها
این ماده در فرمولاسیون برخی از سموم و آفتکشها به عنوان عامل تعلیقساز استفاده میشود.
