1.CMC Significado
Carboximetilcelulose de sódio (abreviado como CMC) é um éter de celulose solúvel em água e é amplamente utilizado em indústrias como alimentos, medicamentos, produtos químicos diários, petróleo, têxteis e fabricação de papel. Como um aditivo eficiente e multifuncional, o CMC possui propriedades excelentes como espessamento, estabilização, emulsificação e retenção de água. Este guia fornecerá uma introdução detalhada às fontes de matéria-prima, escopo de aplicação, processo de produção e perspectivas de mercado do CMC, ajudando os clientes a terem uma compreensão abrangente deste importante produto.
2. O desenvolvimento histórico do CMC
No início do século 19: Cientistas descobriram pela primeira vez que a celulose poderia ser modificada por métodos químicos.
Em 1918, químicos alemães sintetizaram pela primeira vez o carboximetilcelulose (CMC).
Na década de 1930: A produção industrial começou, inicialmente usada nas indústrias de adesivos e têxteis.
Na década de 1950: O CMC de grau alimentício foi aprovado para uso e tornou-se um aditivo alimentar (E466).
No século 21, com o crescimento das demandas de proteção ambiental, a aplicação de CMC em campos como medicina e novas energias expandiu-se rapidamente.
Hoje, o CMC tornou-se um dos éteres de celulose solúveis em água mais amplamente utilizados no mundo, com uma produção anual superior a um milhão de toneladas.2. As fontes de matéria-prima do carboximetilcelulose de sódio
3. A fonte de matérias-primas para CMC
1Fibras de algodão
Os linters de algodão são subprodutos do processamento do algodão. Eles têm um alto teor de celulose (>90%) e alta pureza, tornando-os a matéria-prima preferida para a produção de CMC de alta qualidade.
É aplicável à produção de CMC de grau farmacêutico e alimentício.
2) Polpa de madeira
É extraído da madeira através de processos de polpação química ou mecânica, com teor de celulose de aproximadamente 70% a 85%.
Tem um custo relativamente baixo e é frequentemente usado na produção de CMC de grau industrial, como na perfuração de petróleo, impressão e tingimento têxtil e outros campos.
(3) Outras fibras vegetais
Materiais como bambu e resíduos de cana-de-açúcar também podem ser usados como matérias-primas para CMC, mas são menos aplicados e geralmente usados para produtos com requisitos específicos.
4. Escopo de aplicação do carboximetilcelulose de sódio
CMC, com seu desempenho excepcional, desempenha um papel importante em múltiplas indústrias:
(1) Indústria alimentícia
- Espessante: Usado em sorvetes, iogurtes, gelatinas, etc., para melhorar o sabor.
- Estabilizador: Previne a estratificação de bebidas e estende a vida útil.
- Agente retentor de água: Retém a umidade em pães e bolos para retardar o envelhecimento.
(2) Indústria farmacêutica
- Aglutinante de comprimidos: Melhora a formabilidade e a solubilidade dos comprimidos.
- Excipientes farmacêuticos: usado para espessar e estabilizar pomadas e géis.
- Lágrimas artificiais: Como lubrificante para aliviar a síndrome do olho seco.
(3) Produtos químicos diários
- Pasta de dente: Confere à pasta a viscosidade e o brilho adequados.
- Shampoo e sabonete líquido: Melhora a consistência e melhora a experiência do usuário.
- Cosméticos: Usado para estabilizar e espessar loções e máscaras faciais.
(4) Indústria petrolífera
- Aditivo de fluido de perfuração: Aumenta a viscosidade do lodo e estabiliza o poço.
- Fluido de fraturamento: Usado para fraturamento hidráulico na extração de gás de xisto.
(5) Têxtil e Fabricação de Papel
- Impressão e tingimento têxtil: Como agente de colagem, melhora a coesão das fibras.
- Agente de colagem para fabricação de papel: Melhora a resistência e a resistência à água do papel.
(6) Outras aplicações
O CMC também é amplamente utilizado em indústrias como cerâmica, revestimentos e materiais de construção como aglutinante ou modificador de reologia.
5. O processo de produção de carboximetilcelulose de sódio
A produção de CMC inclui principalmente etapas como alcalinização, eterificação, neutralização, purificação e secagem.
(1) Reação de alcalinização
A celulose reage com hidróxido de sódio (NaOH) para formar celulose alcalina.
Cell-OH + NaOH → Cell-ONa + H2OCell-OH + NaOH → Cell-ONa + H2O
(2) Reação de eterificação
A reação da celulose alcalina com cloroacetato de sódio (ClCHCOONa) introduz grupos carboximetil:
Cell-ONa + ClCH2COONa → Cell-O-CH2COONa + NaClCell-ONa + ClCH2COONa → Cell-O-CH2COONa + NaCl
(3) Neutralização e purificação
Ajuste o pH para neutro (6-8) com um ácido (como ácido clorídrico).
Subprodutos (como NaCl e glicolato de sódio) são removidos por lavagem com água e lavagem com álcool.
(4) Secagem e trituração
CMC em pó foi obtido por secagem por spray ou secagem em leito fluidizado.
Ajuste a finura (80 mesh -200 mesh) conforme necessário.
(5) Controle de Qualidade
- Grau de substituição (DS): Mede o grau de carboximetilação, geralmente variando de 0.4 a 1.5, e para DS de grau alimentício, é ≥0.7.
- Pureza: Detecte o conteúdo de impurezas, como cloretos e metais pesados.
- Viscosidade: Diferentes aplicações têm diferentes requisitos de viscosidade (por exemplo, a viscosidade de uma solução a 1% está entre 10 e 10.000 mPa·s).
6. A perspectiva de mercado do CMC
Com o aumento da conscientização sobre proteção ambiental e saúde, a demanda do mercado por CMC continua a crescer:
- Alimentos e Medicina: CMC natural e seguro como alternativa a aditivos sintéticos.
- Nova energia e proteção ambiental: Usado em campos emergentes, como separadores de baterias de lítio e tratamento de esgoto.
- Mercado global: Estima-se que o tamanho do mercado de CMC excederá 2 bilhões de dólares até 2025.
7. Como escolher os produtos CMC certos?
Os clientes precisam considerar os seguintes fatores ao escolher o CMC:
Campos de aplicação: Grau alimentício, grau farmacêutico ou grau industrial
- Grau de substituição (DS): Alto DS (>0.8) é adequado para requisitos de alta viscosidade.
- Faixa de viscosidade: Baixa viscosidade (<100 mPa·s) é usada para bebidas, e alta viscosidade (>1000 mPa·s) é usada para fluidos de perfuração.
- Solubilidade: Alguns produtos precisam ser dissolvidos em água fria imediatamente, enquanto outros precisam ser dissolvidos por aquecimento.
8.Conclusão
Carboximetilcelulose de sódio (CMC), como um material polimérico multifuncional e ecologicamente correto, desempenha um papel insubstituível em muitas indústrias. Seja no espessamento de alimentos, excipientes farmacêuticos, extração de petróleo ou indústria química diária, o CMC pode fornecer soluções eficientes. Com o progresso tecnológico, o escopo de aplicação do CMC será ainda mais expandido e as perspectivas de mercado são amplas.
