1.CMC Significato
La Carbossimetilcellulosa Sodica (abbreviata come CMC) è un etere di cellulosa solubile in acqua ed è ampiamente utilizzata in settori come alimentare, medicina, chimica quotidiana, petrolifera, tessile e cartaria. Come additivo efficiente e multifunzionale, il CMC ha eccellenti proprietà come addensante, stabilizzante, emulsionante e ritenzione idrica. Questa guida fornirà un'introduzione dettagliata alle fonti di materie prime, all'ambito di applicazione, al processo di produzione e alle prospettive di mercato del CMC, aiutando i clienti ad avere una comprensione completa di questo importante prodotto.
2. Lo sviluppo storico del CMC
All'inizio del XIX secolo: Gli scienziati scoprirono per la prima volta che la cellulosa poteva essere modificata mediante metodi chimici.
Nel 1918, i chimici tedeschi sintetizzarono per la prima volta la carbossimetilcellulosa (CMC).
Negli anni '30: Iniziò la produzione industriale, inizialmente utilizzata nelle industrie adesive e tessili.
Negli anni '50: Il CMC di grado alimentare è stato approvato per l'uso ed è diventato un additivo alimentare (E466).
Nel XXI secolo, con la crescita delle richieste di protezione ambientale, l'applicazione del CMC in campi come la medicina e le nuove energie si è espansa rapidamente.
Oggi, il CMC è diventato uno dei più ampiamente utilizzati eteri di cellulosa solubili in acqua al mondo, con una produzione annua che supera un milione di tonnellate.2. Le fonti di materie prime della carbossimetilcellulosa sodica
3. La fonte delle materie prime per il CMC
1Fiocco di cotone
I linters di cotone sono sottoprodotti della lavorazione del cotone. Hanno un alto contenuto di cellulosa (>90%) e alta purezza, rendendoli la materia prima preferita per la produzione di CMC di alta qualità.
È applicabile alla produzione di CMC di grado farmaceutico e alimentare.
2) Polpa di legno
Viene estratto dal legno attraverso processi di pulping chimico o meccanico, con un contenuto di cellulosa di circa il 70% - 85%.
Ha un costo relativamente basso ed è spesso utilizzato nella produzione di CMC di grado industriale, come nella perforazione petrolifera, nella stampa e tintura tessile e in altri campi.
(3) Altre fibre vegetali
Materiali come il bambù e i residui di canna da zucchero possono anche essere utilizzati come materie prime per il CMC, ma sono meno applicati e di solito vengono utilizzati per prodotti con requisiti specifici.
4. Ambito di applicazione della carbossimetilcellulosa sodica
Il CMC, con le sue prestazioni eccezionali, svolge un ruolo importante in molteplici settori:
(1) Industria alimentare
- Addensante: Utilizzato in gelati, yogurt, gelatina, ecc., per migliorare il gusto.
- Stabilizzante: Previene la stratificazione delle bevande e ne estende la durata.
- Agente ritenzione idrica: Trattiene l'umidità nel pane e nelle torte per ritardarne l'invecchiamento.
(2) Industria farmaceutica
- Legante per compresse: Migliora la formabilità e la solubilità delle compresse.
- Eccipienti farmaceutici: utilizzato per addensare e stabilizzare unguenti e gel.
- Lacrime artificiali: Come lubrificante per alleviare la sindrome dell'occhio secco.
(3) Prodotti chimici quotidiani
- Dentifricio: Conferisce alla pasta la giusta viscosità e lucentezza.
- Shampoo e bagnoschiuma: Migliora la consistenza e migliora l'esperienza dell'utente.
- Cosmetici: Utilizzato per stabilizzare e addensare lozioni e maschere facciali.
(4) Industria petrolifera
- Additivo per fluidi di perforazione: Aumenta la viscosità del fango e stabilizza il pozzo.
- Fluido di fratturazione: Utilizzato per la fratturazione idraulica nell'estrazione di gas di scisto.
(5) Tessile e produzione di carta
- Stampa e tintura tessile: Come agente di dimensionamento, migliora la coesione delle fibre.
- Agente di dimensionamento per la produzione di carta: Migliora la resistenza e la resistenza all'acqua della carta.
(6) Altre applicazioni
CMC è ampiamente utilizzato anche in industrie come ceramica, rivestimenti e materiali da costruzione come legante o modificatore di reologia.
5. Il processo di produzione della carbossimetilcellulosa sodica
La produzione di CMC include principalmente passaggi come alcalinizzazione, eterificazione, neutralizzazione, purificazione ed essiccazione.
(1) Reazione di alcalinizzazione
La cellulosa reagisce con l'idrossido di sodio (NaOH) per formare cellulosa alcalina.
Cell-OH + NaOH → Cell-ONa + H2OCell-OH + NaOH → Cell-ONa + H2O
(2) Reazione di eterificazione
La reazione della cellulosa alcalina con cloroacetato di sodio (ClCHCOONa) introduce gruppi carbossimetilici:
Cell-ONa + ClCH2COONa → Cell-O-CH2COONa + NaClCell-ONa + ClCH2COONa → Cell-O-CH2COONa + NaCl
(3) Neutralizzazione e purificazione
Regolare il pH a neutro (6-8) con un acido (come l'acido cloridrico).
I sottoprodotti (come NaCl e glicolato di sodio) vengono rimossi mediante lavaggio con acqua e lavaggio con alcool.
(4) Essiccazione e frantumazione
Il CMC in polvere è stato ottenuto mediante essiccazione a spruzzo o essiccazione a letto fluido.
Regolare la finezza (80 mesh -200 mesh) secondo necessità.
(5) Controllo di qualità
- Grado di sostituzione (DS): Misura il grado di carbossimetilazione, solitamente compreso tra 0,4 e 1,5, e per il DS di grado alimentare, è ≥0,7.
- Purezza: Rilevare il contenuto di impurità come cloruri e metalli pesanti.
- Viscosità: Diverse applicazioni hanno requisiti diversi per la viscosità (ad esempio, la viscosità di una soluzione all'1% è compresa tra 10 e 10.000 mPa·s).
6. La prospettiva di mercato del CMC
Con il miglioramento della protezione ambientale e della consapevolezza della salute, la domanda di mercato per il CMC continua a crescere:
- Cibo e Medicina: CMC naturale e sicuro come alternativa agli additivi sintetici.
- Nuova energia e protezione ambientale: Utilizzato in campi emergenti come separatori di batterie al litio e trattamento delle acque reflue.
- Mercato globale: Si stima che la dimensione del mercato del CMC supererà i 2 miliardi di dollari entro il 2025.
7. Come scegliere i prodotti CMC giusti?
I clienti devono considerare i seguenti fattori quando scelgono i prodotti CMC:
Campi di applicazione: Grado alimentare, grado farmaceutico o grado industriale
- Grado di sostituzione (DS): Alto DS (>0,8) è adatto per requisiti di alta viscosità.
- Gamma di viscosità: Bassa viscosità (<100 mPa·s) è utilizzata per le bevande, e alta viscosità (>1000 mPa·s) è utilizzata per i fluidi di perforazione.
- Solubilità: Alcuni prodotti devono essere sciolti immediatamente in acqua fredda, mentre altri devono essere sciolti riscaldando.
8.Conclusione
La carbossimetilcellulosa sodica (CMC), come materiale polimerico multifunzionale ed ecologico, svolge un ruolo insostituibile in molte industrie. Che si tratti di addensamento alimentare, eccipienti farmaceutici, estrazione di petrolio o industria chimica quotidiana, il CMC può fornire soluzioni efficienti. Con il progresso tecnologico, l'ambito di applicazione del CMC sarà ulteriormente ampliato e le prospettive di mercato sono ampie.
