1. Oorsig
Karboksimetiel sellulose (CMC) is 'n wateroplosbare anioniese polisakkaried wat wyd gebruik word in voedsel, farmaseutiese produkte, skoonheidsmiddels, onttrekking van olieveld en papiervervaardiging. 'N Belangrike eienskap van CMC is die viskositeit daarvan, maar in praktiese toepassings moet die viskositeit dikwels gereguleer word om aan spesifieke verwerkings- en prestasievereistes te voldoen.
2. Struktuur en viskositeitseienskappe van CMC
CMC is 'n karboksimetileerde afgeleide van sellulose, en die molekulêre struktuur bepaal die viskositeitseienskappe daarvan in oplossing. Die viskositeit van CMC hang af van die molekulêre gewig, mate van substitusie (DS) en die temperatuur en pH van die oplossing. Hoë molekulêre gewig en hoë DS verhoog gewoonlik die viskositeit van CMC, terwyl verhoogde temperatuur en ekstreme pH -toestande die viskositeit daarvan kan verminder.
3. Meganismes van die effek van bymiddels op CMC -viskositeit
3.1 Elektrolieteffek
Elektroliete, soos soute (NaCl, KCl, CaCl₂, ens.), Kan die viskositeit van CMC verminder. Elektroliete dissosieer in ione in water, wat die ladingafstoting tussen CMC -molekulêre kettings kan beskerm, die verlenging en verstrengeling van molekulêre kettings kan verminder en sodoende die viskositeit van die oplossing kan verminder.
Ioniese sterkte -effek: Die verhoging van die ioniese sterkte in die oplossing kan die lading op die CMC -molekules neutraliseer, die afstoting tussen molekules verswak, die molekulêre kettings meer kompak maak en sodoende die viskositeit verminder.
Multivalente katiooneffek: Ca²⁺, byvoorbeeld, deur te koördineer met negatief gelaaide groepe op veelvuldige CMC -molekules, kan die lading meer effektief neutraliseer en intermolekulêre kruisverbindings vorm en sodoende die viskositeit aansienlik verminder.
3.2 Organiese oplosmiddeleffek
Die byvoeging van lae-polêre of nie-polêre organiese oplosmiddels (soos etanol en propanol) kan die polariteit van die waterige oplossing verander en die interaksie tussen CMC-molekules en watermolekules verminder. Die interaksie tussen oplosmiddelmolekules en CMC -molekules kan ook die bouvorm van die molekulêre ketting verander en sodoende die viskositeit verminder.
Oplossingseffek: Organiese oplosmiddels kan die rangskikking van watermolekules in die oplossing verander, sodat die hidrofiliese deel van die CMC -molekules deur die oplosmiddel toegedraai word, die verlenging van die molekulêre ketting verswak en die viskositeit verminder.
3.3 pH veranderinge
CMC is 'n swak suur, en veranderinge in pH kan die ladingstoestand en intermolekulêre interaksies beïnvloed. Onder suur toestande word die karboksielgroepe op die CMC -molekules neutraal, wat die afstoting van lading verminder en sodoende die viskositeit verminder. Onder alkaliese toestande, hoewel die lading toeneem, kan ekstreme alkaliniteit lei tot depolymerisasie van die molekulêre ketting en sodoende die viskositeit verminder.
Iso -elektriese punteffek: Onder toestande naby die iso -elektriese punt van CMC (pH ≈ 4,5) is die netto lading van die molekulêre ketting laag, wat die afstoting van die lading verminder en sodoende die viskositeit verminder.
3.4 Ensimatiese hidrolise
Spesifieke ensieme (soos sellulase) kan die molekulêre ketting van CMC sny en sodoende die viskositeit daarvan aansienlik verminder. Ensimatiese hidrolise is 'n baie spesifieke proses wat die viskositeit presies kan beheer.
Meganisme van ensiematiese hidrolise: ensieme hidroliseer die glikosidiese bindings op die CMC -molekulêre ketting, sodat die CMC met 'n hoë molekulêre gewig in kleiner fragmente afgebreek word, wat die lengte van die molekulêre ketting en die viskositeit van die oplossing verminder.
4. Algemene bymiddels en hul toepassings
4.1 Anorganiese soute
Natriumchloried (NaCl): word wyd in die voedselbedryf gebruik om die tekstuur van voedsel aan te pas deur die viskositeit van die CMC -oplossing te verminder.
Kalsiumchloried (CACL₂): Word in olieboor gebruik om die viskositeit van boorvloeistof aan te pas, wat help om boorsteggies te dra en die putwand te stabiliseer.
4.2 Organiese sure
Asynsuur (asynsuur): word in skoonheidsmiddels gebruik om die viskositeit van CMC aan te pas om aan te pas by verskillende produkstrukture en sensoriese vereistes.
Sitroensuur: word gereeld in voedselverwerking gebruik om die suurheid en alkaliniteit van die oplossing aan te pas om viskositeit te beheer.
4.3 oplosmiddels
Etanol: Word gebruik in farmaseutiese produkte en skoonheidsmiddels om die viskositeit van CMC aan te pas om geskikte produkreologiese eienskappe te verkry.
Propanol: word gebruik in industriële verwerking om die viskositeit van die CMC -oplossing vir maklike vloei en verwerking te verminder.
4.4 ensieme
Cellulase: word gebruik in tekstielverwerking om die viskositeit van suspensie te verminder, deklaag en druk meer eenvormig te maak.
Amylase: word soms in die voedselbedryf gebruik om die viskositeit van CMC aan te pas om aan te pas by die verwerkingsbehoeftes van verskillende voedsel.
5. faktore wat die effektiwiteit van bymiddels beïnvloed
Die effektiwiteit van bymiddels word beïnvloed deur baie faktore, insluitend die molekulêre gewig en die mate van vervanging van CMC, die aanvanklike konsentrasie van die oplossing, temperatuur en die teenwoordigheid van ander bestanddele.
Molekulêre gewig: CMC met 'n hoë molekulêre gewig benodig hoër konsentrasies bymiddels om die viskositeit aansienlik te verminder.
Substitusie: CMC met 'n hoë mate van substitusie is minder sensitief vir bymiddels en kan sterker toestande of hoër konsentrasies bymiddels benodig.
Temperatuur: Verhoogde temperatuur verhoog die effektiwiteit van bymiddels in die algemeen, maar 'n te hoë temperatuur kan afbraak of newe -reaksies van bymiddels veroorsaak.
Mengselinteraksies: Ander bestanddele (soos oppervlakaktiewe middels, verdikkers, ens.) Kan die effektiwiteit van bymiddels beïnvloed en moet breedvoerig oorweeg word.
6. Toekomstige ontwikkelingsaanwysings
Die navorsing en toepassing van die vermindering van die viskositeit van CMC beweeg na 'n groen en volhoubare rigting. Die ontwikkeling van nuwe bymiddels met 'n hoë doeltreffendheid en lae toksisiteit, die optimalisering van die voorwaardes vir die gebruik van bestaande bymiddels, en die toepassing van nanotegnologie en slim -responsiewe materiale in CMC -viskositeitsregulering is alle toekomstige ontwikkelingstendense.
Groen bymiddels: Soek natuurlik afgeleide of bio -afbreekbare bymiddels om die omgewingsimpak te verminder.
Nanotegnologie: Gebruik die doeltreffende oppervlak- en unieke interaksiemeganisme van nanomateriale om die viskositeit van CMC presies te beheer.
Slim responsiewe materiale: ontwikkel bymiddels wat kan reageer op omgewingsstimuli (soos temperatuur, pH, lig, ens.) Om dinamiese regulering van CMC -viskositeit te bewerkstellig.
Bymiddels speel 'n belangrike rol in die regulering van CMC -viskositeit. Deur rasioneel te kies en toe te pas, kan die behoeftes van verskillende nywerhede en verbruikersprodukte effektief bevredig word. Ten einde volhoubare ontwikkeling te bewerkstellig, moet toekomstige navorsing egter fokus op die ontwikkeling van groen en doeltreffende bymiddels, sowel as die toepassing van nuwe tegnologieë in die regulering van viskositeit.
Postyd: Feb-17-2025