1.CMC Betekenis
Carboxymethylcellulose Natrium (afgekort als CMC) is een wateroplosbare cellulose-ether en wordt veel gebruikt in industrieën zoals voedsel, medicijnen, dagelijkse chemicaliën, petroleum, textiel en papierproductie. Als een efficiënt en multifunctioneel additief heeft CMC uitstekende eigenschappen zoals verdikking, stabilisatie, emulgering en waterretentie. Deze gids biedt een gedetailleerde introductie tot de grondstofbronnen, toepassingsbereik, productieproces en marktvooruitzichten van CMC, en helpt klanten een uitgebreid begrip te krijgen van dit belangrijke product.
2. De historische ontwikkeling van CMC
In het begin van de 19e eeuw: Wetenschappers ontdekten voor het eerst dat cellulose kon worden gemodificeerd door chemische methoden.
In 1918 synthetiseerden Duitse chemici voor het eerst carboxymethylcellulose (CMC).
In de jaren 1930: Industriële productie begon, aanvankelijk gebruikt in de kleefstof- en textielindustrieën.
In de jaren 1950: Voedsel-grade CMC werd goedgekeurd voor gebruik en werd een voedseladditief (E466).
In de 21e eeuw, met de groei van milieubeschermingseisen, is de toepassing van CMC in gebieden zoals medicijnen en nieuwe energie snel uitgebreid.
Tegenwoordig is CMC een van de meest gebruikte wateroplosbare cellulose-ethers ter wereld geworden, met een jaarlijkse productie van meer dan een miljoen ton.2. De grondstofbronnen van natriumcarboxymethylcellulose
3. De bron van grondstoffen voor CMC
1Katoenstapelvlies
Katoenlinters zijn bijproducten van katoenverwerking. Ze hebben een hoog cellulosegehalte (>90%) en hoge zuiverheid, waardoor ze de voorkeursgrondstof zijn voor het produceren van hoogwaardige CMC.
Het is toepasbaar op de productie van farmaceutische en voedsel-grade CMC.
2) Houtpulp
Het wordt gewonnen uit hout door chemische of mechanische pulpingsprocessen, met een cellulosegehalte van ongeveer 70% tot 85%.
Het heeft een relatief lage kostprijs en wordt vaak gebruikt bij de productie van industrieel-grade CMC, zoals bij olieboren, textieldruk en -verven, en andere gebieden.
(3) Andere plantaardige vezels
Materialen zoals bamboe en suikerrietresidu kunnen ook worden gebruikt als grondstoffen voor CMC, maar ze worden minder toegepast en worden meestal gebruikt voor producten met specifieke vereisten.
4. Toepassingsbereik van natriumcarboxymethylcellulose
CMC, met zijn uitstekende prestaties, speelt een belangrijke rol in meerdere industrieën:
(1) Voedselindustrie
- Verdikkingsmiddel: Gebruikt in ijs, yoghurt, gelei, enz., om de smaak te verbeteren.
- Stabilisator: Voorkomt de gelaagdheid van dranken en verlengt de houdbaarheid.
- Waterretentiemiddel: Behoudt vocht in brood en cakes om veroudering te vertragen.
(2) Farmaceutische industrie
- Tabletbindmiddel: Verbetert de vormbaarheid en oplosbaarheid van tabletten.
- Farmaceutische hulpstoffen: gebruikt voor het verdikken en stabiliseren van zalven en gels.
- Kunsttranen: Als een smeermiddel om het droge-ogen-syndroom te verlichten.
(3) Dagelijkse chemische producten
- Tandpasta: Geeft de pasta de juiste viscositeit en glans.
- Shampoo en bodywash: Verhoogt de consistentie en verbetert de gebruikerservaring.
- Cosmetica: Gebruikt voor het stabiliseren en verdikken van lotions en gezichtsmaskers.
(4) Petroleumindustrie
- Boorvloeistofadditief: Verhoogt de viscositeit van de modder en stabiliseert de boorput.
- Breekvloeistof: Gebruikt voor hydraulisch breken bij schaliegaswinning.
(5) Textiel en Papierproductie
- Textieldruk en -verven: Als een appreteermiddel verhoogt het de samenhang van vezels.
- Papierproductie appreteermiddel: Verhoogt de sterkte en waterbestendigheid van papier.
(6) Andere toepassingen
CMC wordt ook veel gebruikt in industrieën zoals keramiek, coatings en bouwmaterialen als bindmiddel of reologiemodificator.
5. Het productieproces van natriumcarboxymethylcellulose
De productie van CMC omvat voornamelijk stappen zoals alkalizatie, etherificatie, neutralisatie, zuivering en droging.
(1) Alkalizatiereactie
Cellulose reageert met natriumhydroxide (NaOH) om alkalicellulose te vormen.
Cell-OH + NaOH → Cell-ONa + H2OCell-OH + NaOH → Cell-ONa + H2O
(2) Etherificatiereactie
De reactie van alkalicellulose met natriumchloroacetaat (ClCHCOONa) introduceert carboxymethylgroepen:
Cell-ONa + ClCH2COONa → Cell-O-CH2COONa + NaClCell-ONa + ClCH2COONa → Cell-O-CH2COONa + NaCl
(3) Neutralisatie en zuivering
Pas de pH aan naar neutraal (6-8) met een zuur (zoals zoutzuur).
Bijproducten (zoals NaCl en natriumglycolaat) worden verwijderd door waterwassen en alcoholwassen.
(4) Drogen en malen
Poedervormige CMC werd verkregen door sproeidrogen of wervelbed drogen.
Pas de fijnheid aan (80 mesh -200 mesh) zoals vereist.
(5) Kwaliteitscontrole
- Mate van substitutie (DS) : Het meet de mate van carboxymethylering, meestal variërend van 0,4 tot 1,5, en voor voedselkwaliteit DS is het ≥0,7.
- Zuiverheid: Detecteer de inhoud van onzuiverheden zoals chloriden en zware metalen.
- Viscositeit: Verschillende toepassingen hebben verschillende vereisten voor viscositeit (bijvoorbeeld, de viscositeit van een 1% oplossing ligt tussen 10 en 10.000 mPa·s).
6. Het marktvooruitzicht van CMC
Met de verbetering van milieubescherming en gezondheidsbewustzijn blijft de marktvraag naar CMC groeien:
- Voedsel en Geneeskunde: Natuurlijke en veilige CMC als alternatief voor synthetische additieven.
- Nieuwe energie en milieubescherming: Gebruikt in opkomende velden zoals lithiumbatterijscheidingsmiddelen en afvalwaterbehandeling.
- Wereldwijde markt: Er wordt geschat dat de CMC-marktomvang tegen 2025 meer dan 2 miljard Amerikaanse dollars zal bedragen.
7. Hoe kies je de juiste CMC-producten?
Klanten moeten de volgende factoren overwegen bij het kiezen van CMC:
Toepassingsgebieden: Voedselkwaliteit, farmaceutische kwaliteit of industriële kwaliteit
- Mate van substitutie (DS) : Hoge DS (>0,8) is geschikt voor hoge viscositeitsvereisten.
- Viscositeitsbereik: Lage viscositeit (<100 mPa·s) wordt gebruikt voor dranken, en hoge viscositeit (>1000 mPa·s) wordt gebruikt voor boorvloeistoffen.
- Oplosbaarheid: Sommige producten moeten onmiddellijk in koud water worden opgelost, terwijl andere moeten worden opgelost door verwarming.
8.Conclusie
Natriumcarboxymethylcellulose (CMC), als een multifunctioneel en milieuvriendelijk polymeermateriaal, speelt een onvervangbare rol in veel industrieën. Of het nu gaat om voedselverdikking, farmaceutische hulpstoffen, olie-extractie of de dagelijkse chemische industrie, CMC kan efficiënte oplossingen bieden. Met technologische vooruitgang zal de toepassingsscope van CMC verder worden uitgebreid en zijn de marktvooruitzichten breed.
