Le carboxyméthyl-cellulose de sodium (CMC) est un composé en polymère largement utilisé dans de nombreuses industries telles que la nourriture, la médecine, les cosmétiques, les textiles, le papier et le forage d'huile. Il est obtenu par modification chimique de la cellulose. Ses caractéristiques structurelles sont que certains groupes hydroxyle dans les molécules de cellulose sont remplacés par des groupes carboxyméthyl (–CH2COOH) et combinés avec des ions sodium pour former des sels de sodium solubles dans l'eau.
1. Structure et propriétés chimiques
La formule chimique de la carboxyméthyl-cellulose de sodium est (C6H7O2 (OH) 2CH2coona) N, qui a une certaine solubilité et absorption d'eau. Sa structure de base est une structure linéaire composée de molécules de monomère de cellulose-glucose-glucose. Après modification chimique, certains ou tous les groupes hydroxyle sur les molécules de cellulose sont remplacés par des groupes carboxyméthyle pour former des molécules solubles dans l'eau par des charges négatives. Plus précisément, la chaîne moléculaire de carboxyméthyl-cellulose de sodium contient un grand nombre de groupes carboxyméthyl (–CH2COOH), qui peuvent interagir avec les molécules d'eau, ce qui lui donne de bonnes caractéristiques de solubilité et de viscosité.
CMC a les propriétés de base suivantes:
Solubilité dans l'eau: le carboxyméthyl-cellulose de sodium peut être rapidement dissous dans l'eau pour former une solution colloïdale uniforme.
Viscosité: la solution aqueuse CMC a une viscosité élevée, et la viscosité est liée à son poids moléculaire et à sa concentration de solution.
Stabilité: le CMC a une bonne stabilité à l'acide, à l'alcali et à haute température, mais dans un environnement acide ou alcali fort, la stabilité du CMC diminuera.
Régabilité: En ajustant le poids moléculaire et le degré de substitution de CMC, ses propriétés physiques et chimiques peuvent être contrôlées avec précision.
2. Méthode de préparation
La carboxyméthyl-cellulose de sodium est généralement préparée en réagissant à la cellulose et au chloroacétate de sodium dans un environnement alcalin. Les étapes spécifiques sont les suivantes:
Prétraitement de la cellulose: Premièrement, la cellulose (comme la fibre de coton) est lavée pour éliminer les impuretés.
Réaction d'alcalinisation: La cellulose prétraitée est réagi avec une solution d'hydroxyde de sodium pour séparer la partie hydroxyle de la molécule de cellulose pour former un sel de cellulose de sodium actif.
Réaction de substitution: Dans des conditions alcalines, le chloroacétate de sodium est ajouté et le chloroacétate de sodium réagit avec la cellulose de sodium, de sorte que les groupes hydroxyle sur les molécules de cellulose sont remplacés par des groupes carboxyméthyl.
Lavage et séchage: Une fois la réaction terminée, le produit est lavé avec de l'eau pour éliminer les impuretés, et enfin la carboxyméthylylythyl-cellulose purifiée est obtenue.
3. Champs d'application
En raison de sa bonne solubilité dans l'eau, de son épaississement et de sa stabilité, la carboxyméthyl-cellulose de sodium est largement utilisée dans les champs suivants:
Industrie alimentaire: En tant qu'épaississant, stabilisateur, émulsifiant, agent gélifiant, etc. Il se trouve couramment dans les aliments tels que la crème glacée, la gelée, l'assaisonnement, la soupe instantanée, etc. Sa fonction principale est d'améliorer le goût des aliments, de prolonger la durée de conservation et d'augmenter la consistance.
Industrie pharmaceutique: En tant que liant, agent à libération prolongée, agent de suspension et épaississant pour les médicaments, il est utilisé dans les comprimés, les capsules, les liquides oraux, les pommades topiques et autres préparations. De plus, le CMC est également utilisé comme matériau hémostatique pour la chirurgie et les matériaux dentaires.
Industrie cosmétique: Utilisé dans la production de lotions, de crèmes, de shampooings, de dentifrices et d'autres produits comme épaississant et stabilisateur. Il peut ajuster la viscosité du produit et améliorer l'expérience utilisateur.
Industrie de la fabrication du papier: En tant qu'agent de traitement de surface du papier, le CMC peut améliorer la résistance, la résistance à l'eau et l'imprimabilité du papier et réduire la poussière à la surface du papier.
Forage à l'huile: Pendant le forage à l'huile, le CMC est utilisé dans le liquide de forage pour épaissir et stabiliser le liquide de forage, aider à éliminer les boutures de roche autour du foret et stabiliser le mur du puits.
Industrie du textile: En tant que dispersion de colorant et additif d'impression, CMC peut améliorer l'uniformité et la qualité des textiles de la teinture.
4. Impact de la sécurité et de l'environnement
La carboxyméthyl-cellulose de sodium est généralement considérée comme sûre, et son utilisation dans les aliments et la médecine a été approuvée par le codex international des additifs alimentaires et les réglementations pertinentes de nombreux pays. Il est non toxique pour le corps humain et n'aura pas d'impact significatif sur l'environnement écologique, il est donc largement utilisé.
Cependant, bien que CMC lui-même soit respectueux de l'environnement, son processus de production peut impliquer l'utilisation de certains réactifs chimiques et des problèmes de traitement des eaux usées. Par conséquent, il est nécessaire de prêter attention aux mesures de protection de l'environnement pendant le processus de production afin de réduire les émissions de substances nocives.
La carboxyméthyl-cellulose de sodium est un matériau polymère largement utilisé et multifonctionnel. Ses propriétés d'épaississement, de stabilisation et de gélification le rendent important pour de nombreuses industries. De la nourriture, de la médecine à l'industrie, CMC joue un rôle important. Avec l'avancement continu de la technologie à l'avenir, le domaine d'application de CMC pourrait être élargi.
Heure du poste: 20 février-2025