1.CMC Significado
La Carboximetil Celulosa Sódica (abreviada como CMC) es un éter de celulosa soluble en agua y se utiliza ampliamente en industrias como la alimentaria, médica, química diaria, petrolera, textil y de fabricación de papel. Como aditivo eficiente y multifuncional, el CMC tiene excelentes propiedades como espesante, estabilizante, emulsionante y retención de agua. Esta guía proporcionará una introducción detallada a las fuentes de materia prima, el alcance de aplicación, el proceso de producción y las perspectivas de mercado del CMC, ayudando a los clientes a tener una comprensión integral de este importante producto.
2. El desarrollo histórico del CMC
A principios del siglo XIX: Los científicos descubrieron por primera vez que la celulosa podía ser modificada por métodos químicos.
En 1918, químicos alemanes sintetizaron por primera vez la carboximetil celulosa (CMC).
En la década de 1930: Comenzó la producción industrial, inicialmente utilizada en las industrias de adhesivos y textiles.
En la década de 1950: El CMC de grado alimenticio fue aprobado para su uso y se convirtió en un aditivo alimentario (E466).
En el siglo XXI, con el crecimiento de las demandas de protección ambiental, la aplicación de CMC en campos como la medicina y la nueva energía se ha expandido rápidamente.
Hoy en día, el CMC se ha convertido en uno de los éteres de celulosa solubles en agua más utilizados en el mundo, con una producción anual que supera el millón de toneladas.2. Las fuentes de materia prima de la carboximetil celulosa sódica
3. La fuente de materias primas para el CMC
1Fibras cortas de algodón
Las borlas de algodón son subproductos del procesamiento del algodón. Tienen un alto contenido de celulosa (>90%) y alta pureza, lo que las convierte en la materia prima preferida para producir CMC de alta calidad.
Es aplicable a la producción de CMC de grado farmacéutico y alimentario.
2) Pulpa de madera
Se extrae de la madera a través de procesos de pulpa química o mecánica, con un contenido de celulosa de aproximadamente 70% a 85%.
Tiene un costo relativamente bajo y se utiliza a menudo en la producción de CMC de grado industrial, como en la perforación de petróleo, impresión y teñido textil, y otros campos.
(3) Otras fibras vegetales
Materiales como el bambú y los residuos de caña de azúcar también pueden usarse como materias primas para el CMC, pero se aplican menos y generalmente se utilizan para productos con requisitos específicos.
4. Alcance de aplicación de la carboximetil celulosa sódica
CMC, con su destacado rendimiento, desempeña un papel importante en múltiples industrias:
(1) Industria alimentaria
- Espesante: Usado en helados, yogur, gelatina, etc., para mejorar el sabor.
- Estabilizador: Previene la estratificación de bebidas y extiende la vida útil.
- Agente retenedor de agua: Retiene la humedad en el pan y los pasteles para retrasar el envejecimiento.
(2) Industria farmacéutica
- Aglutinante de tabletas: Mejora la formabilidad y solubilidad de las tabletas.
- Excipientes farmacéuticos: usado para espesar y estabilizar ungüentos y geles.
- Lágrimas artificiales: Como lubricante para aliviar el síndrome del ojo seco.
(3) Productos químicos diarios
- Pasta de dientes: Otorga a la pasta la viscosidad y el brillo adecuados.
- Champú y gel de baño: Mejora la consistencia y mejora la experiencia del usuario.
- Cosméticos: Usado para estabilizar y espesar lociones y mascarillas faciales.
(4) Industria petrolera
- Aditivo para fluidos de perforación: Aumenta la viscosidad del lodo y estabiliza el pozo.
- Fluido de fracturación: Usado para la fracturación hidráulica en la extracción de gas de esquisto.
(5) Textil y Fabricación de Papel
- Impresión y teñido textil: Como agente de apresto, mejora la cohesión de las fibras.
- Agente de apresto para fabricación de papel: Mejora la resistencia y la resistencia al agua del papel.
(6) Otras aplicaciones
La CMC también se utiliza ampliamente en industrias como cerámica, recubrimientos y materiales de construcción como aglutinante o modificador de reología.
5. El proceso de producción de carboximetilcelulosa sódica
La producción de CMC incluye principalmente pasos como alcalinización, eterificación, neutralización, purificación y secado.
(1) Reacción de alcalinización
La celulosa reacciona con hidróxido de sodio (NaOH) para formar celulosa alcalina.
Cell-OH + NaOH → Cell-ONa + H2OCell-OH + NaOH → Cell-ONa + H2O
(2) Reacción de eterificación
La reacción de la celulosa alcalina con cloroacetato de sodio (ClCHCOONa) introduce grupos carboximetilo:
Cell-ONa + ClCH2COONa → Cell-O-CH2COONa + NaClCell-ONa + ClCH2COONa → Cell-O-CH2COONa + NaCl
(3) Neutralización y purificación
Ajustar el pH a neutro (6-8) con un ácido (como ácido clorhídrico).
Los subproductos (como NaCl y glicolato de sodio) se eliminan mediante lavado con agua y lavado con alcohol.
(4) Secado y trituración
La CMC en polvo se obtiene mediante secado por pulverización o secado en lecho fluidizado.
Ajustar la finura (80 mallas -200 mallas) según sea necesario.
(5) Control de Calidad
- Grado de sustitución (DS): Mide el grado de carboximetilación, generalmente varía de 0.4 a 1.5, y para el grado alimenticio DS, es ≥0.7.
- Pureza: Detectar el contenido de impurezas como cloruros y metales pesados.
- Viscosidad: Diferentes aplicaciones tienen diferentes requisitos de viscosidad (por ejemplo, la viscosidad de una solución al 1% está entre 10 y 10,000 mPa·s).
6. Las perspectivas de mercado de la CMC
Con el aumento de la conciencia sobre la protección ambiental y la salud, la demanda de mercado de CMC sigue creciendo:
- Alimentos y Medicina: CMC natural y segura como alternativa a los aditivos sintéticos.
- Nueva energía y protección ambiental: Utilizado en campos emergentes como separadores de baterías de litio y tratamiento de aguas residuales.
- Mercado global: Se estima que el tamaño del mercado de CMC superará los 2 mil millones de dólares para 2025.
7. ¿Cómo elegir los productos de CMC adecuados?
Los clientes deben considerar los siguientes factores al elegir productos de CMC:
Campos de aplicación: Grado alimenticio, grado farmacéutico o grado industrial
- Grado de sustitución (DS): Un DS alto (>0.8) es adecuado para requisitos de alta viscosidad.
- Rango de viscosidad: La baja viscosidad (<100 mPa·s) se utiliza para bebidas, y la alta viscosidad (>1000 mPa·s) se utiliza para fluidos de perforación.
- Solubilidad: Algunos productos necesitan disolverse inmediatamente en agua fría, mientras que otros necesitan disolverse mediante calentamiento.
8.Conclusión
La carboximetilcelulosa sódica (CMC), como material polimérico multifuncional y respetuoso con el medio ambiente, desempeña un papel insustituible en muchas industrias. Ya sea en el espesamiento de alimentos, excipientes farmacéuticos, extracción de petróleo o industria química diaria, la CMC puede proporcionar soluciones eficientes. Con el progreso tecnológico, el ámbito de aplicación de la CMC se ampliará aún más y las perspectivas de mercado son amplias.
