کاربردهای کربوکسی متیل سلولز

کربوکسی متیل سلولز  (CMC) به طور مستقیم از گونه های مواد گیاهی فیبری به دست می آید. سدیم یک اتر مهم سلولز است، با اصلاح شیمیایی فیبر طبیعی بدست می آید و یک ترکیب پلی آنیون محلول در آب است و به راحتی در آب سرد و گرم قابل حل است، سدیم کربوکسی متیل سلولز دارای بسیاری از خصوصیات شیمیایی غیرمعمول و با ارزش از قبیل نابرابری جامد، مقاومت در برابر پوسیدگی، بیولوژیک، بی ضرر بودن و غیره است و به طور گسترده به عنوان یک مشتق طبیعی ماکرومولکولی مورد استفاده قرار می‌گیرد.

استفاده های CMC

کربوکسی متیل سلولز (CMC) یک هیدروکلوئید با فعالیت سطحی است که می‌تواند به عنوان امولسیفایر در امولسیون‌های روغن در آب عمل کند. با این حال کربوکسی متیل سلولز به عنوان ساختار دهنده، ضخیم‌کننده یا ژل‌کننده در فاز آبی عمل می‌کند. کاربرد کربوکسی متیل سلولز به درجه صنعتی و غذایی تقسیم می‌شود. 

سدیم با درجه صنعتی را می توان بیشتر به درجه فنی و نیمه تمیز شده کربوکسی متیل سلولز تقسیم کرد و از نظر فنی سدیم کربوکسی متیل سلولز خام عموماً دارای خلوص کمتر از ۸۰٪ است.  کربوکسی متیل سلولز سدیم نیمه تمیز از ۸۰ تا ۹۵ درصد خلوص دارد. کربوکسی متیل سلولز سدیم خالص، بیش از ۹۹٫۵٪ خلوص دارد. فقط نوع خالص این ماده برای خوردن بی‌خطر است.  

کربوکسی متیل سلولز (CMC) یک مشتق سلولز آنیونی و محلول در آب است. حلالیت CMC بستگی به DP و همچنین میزان جایگزینی و یکنواختی توزیع جایگزینی دارد. حلالیت آب CMC با کاهش DP و افزایش جایگزینی کربوکسی متیل و یکنواختی جایگزینی افزایش می‌یابد. ویسکوزیته محلول با افزایش DP و افزایش غلظت افزایش می‌یابد. کربوکسی متیل سلولز در آب با هر درجه حرارت محلول است. به دلیل ماهیت رطوبت سنجی بالایی که دارد، CMC به سرعت هیدراته می‌شود. 

ویژگی منحصربفرد کربوکسی متیل سلولز

کربوکسی متیل سلولز (CMC) یک پلیمر آلی سنتز شده از یک پلی ساکارید طبیعی است که غیر سمی، تجدید پذیر، فراوان، زیست سازگار و زیست تخریب پذیر است. برای بسیاری از بخش‌های صنعتی از جمله غذاهای فرآوری‌شده، منسوجات، کاغذ، چسب‌ها، رنگ‌ها، داروسازی، آرایشی و بهداشتی و فرآوری نفت و مواد معدنی از ارزش بالایی برخوردار است. CMC دارای یک خاصیت آبگریز است که دارای بسیاری از گروه های کربوکسیل و هیدروکسیل آب دوست است.

بنابراین، کربوکسی متیل سلولز را می‌توان از طریق بسیاری از فرآیند‌ها مانند کربوکسی متیلاسیون همگن، راکتور بستر سیال، کربوکسی متیلاسیون ورقه‌ای، بدون حلال‌های آلی و راکتور پارویی نشان داد که قلیایی مورد استفاده در تهیه CMC، مانند NaOH، باعث متورم شدن الیاف سلولزی بومی می‌شود. کربوکسی متیل سلولز یک پلی الکترولیت خطی با ویژگی‌های آنیونی است که آن را در آب سرد و گرم محلول می‌کند و محلول‌های شفاف و بی‌رنگ تشکیل می‌دهد. خواص ویژه کربوکسی متیل سلولز به شدت تحت تأثیر غلظت محلول، قدرت یونی و pH قرار دارد. 

کربوکسی متیل سلولز در صنایع مختلف به عنوان ماده خام برای تولید مواد غذایی و داروی فرآوری شده استفاده می شود، جایی که کربوکسی متیل سلولز با تشکیل ژل به عنوان یک اصلاح کننده ویسکوزیته یا غلیظ کننده عمل می کند. در محصولات فرموله شده مختلف، مانند کاهش نقطه انجماد بستنی، کاهش چربی در محصولات غذایی، محصور کردن داروهای مصرفی و آزادسازی شیمیایی، و تثبیت فرمولاسیون داروها عملکرد های متفاوتی دارد.

در غلظت‌های بالاتر، کربوکسی متیل سلولز ها با گریدهای ویسکوزیته متوسط، ژل‌هایی را تشکیل می‌دهند که به عنوان پایه برای مواد آرایشی یا سایر فرمول‌های دارویی استفاده می‌شوند. در کاربردهای غیرغذایی، مانند رنگ‌های مبتنی بر آب، مواد شوینده، اندازه پارچه و افزودنی‌های تقویت‌کننده کاغذ مفید است.

کربوکسی متیل سلولز- مشتقات سلولز

کربوکسی متیل سلولز (CMC) یکی از‌امیدوار‌کننده‌ترین مشتقات سلولز است. با توجه به خصوصیات سطحی مشخصه، استحکام مکانیکی، آب دوستی قابل تنظیم، خواص چسبناک، در دسترس بودن و فراوانی مواد اولیه، فرایند سنتز کم هزینه و همینطور بسیاری از جنبه‌های متضاد، در حال حاضر به طور گسترده‌ای در زمینه‌های مختلف، به عنوان مثال مواد غذایی، صنایع کاغذ، نساجی، داروسازی، مهندسی پزشکی تولید انرژی و دخیره انرژی تولیدی، تصفیه فاضلاب و … مورد استفاده قرار می‌گیرد. در ادامه همراه ما باشید تا شما را با کاربرد‌های گسترده کربوکسی متیل سلولز آشنا کنیم. 

کربوکسی متیل سلولز به عنوان یک افزودنی بسیار موثر برای بهبود محصول و خواص فرآوری در زمینه های مختلف کاربرد – از مواد غذایی، لوازم آرایشی و دارویی گرفته تا محصولات صنایع کاغذ و نساجی استفاده می شود.

کاربردهای کربوکسی متیل سلولز در صنعت

• صنایع شوینده

بزرگترین مصرف کننده CMC هستند. در ترکیبات بیشتر صابون ها و مواد شوینده مورد استفاده قرار می‌گیرد.

• صنعت کاغذ

پوشش CMC باعث کاهش مصرف موم در کاغذ‌های موم شده و مقوا می‌شود و از نفوذ کمتر موم به کاغذ جلوگیری می‌کند. در نتیجه، درخشش سطحی که می‌دهد، میزان مصرف جوهر چاپ کاهش می‌یابد. علاوه بر این، به دلیل اینکه سطح را صاف می‌کند، باعث می‌شود که کاغذ نسبت به گریس مقاوم‌تر شود و ارتباط بین الیاف را بهبود بخشد و از این طریق رنگ کاغذ را بهبود می‌بخشد. همچنین از آن به عنوان یک ماده پراکندگی در اکستروژن الیاف از پالپ و جلوگیری از لخته شدن آن‌ها استفاده می‌شود. 

• صنعت ساخت و ساز

کربوکسی متیل سلولز در بیشتر ترکیبات سیمان و مصالح ساختمانی استفاده می‌شود زیرا به عنوان یک عامل تثبیت‌کننده و آب دوست عمل می‌کند. پراکندگی ماسه در سیمان را بهبود می‌بخشد و عمل چسبندگی آن را تشدید می‌کند. همچنین به عنوان چسب در لوازم داخلی استفاده می‌شود. می تواند در دوغاب به عنوان یک عامل تقویت کننده و همچنین برای اندازه گیری سطح استفاده شود. 

کاربردهای کربوکسی متیل سلولز در کشاورزی

 در سموم دفع آفات و اسپری‌های مبتنی بر آب، به عنوان یک ماده معلق عمل می کند. همچنین به عنوان چسب عمل می کند تا بعد از کاربرد حشره کش را به برگ های گیاهان بچسباند. بعضی اوقات، از CMC به عنوان یک کمک در زوال برخی کودها که بسیار آلاینده هستند استفاده می شود.

• چسب ها

CMC به ترکیبات مختلف چسب اضافه می شود که تقریباً برای هر ماده استفاده می شود. این ماده در صنعت چرم بسیار مورد استفاده قرار می گیرد. چسب هایی که در چوب استفاده می‌شوند با ترکیب کربوکسی متیل سلولز با نشاسته و فنل فرمالدئید به طور موثری ساخته شده اند.

• لوازم آرایشی و بهداشتی

کربوکسی متیل سلولز در مواد دندانپزشکی و در خمیر دندان و ژل‌ها استفاده می‌شود. این اتر محلول در آب به عنوان یک غلظت دهنده، تثبیت‌کننده، ماده تعلیق‌کننده در کرم‌ها، لوسیون‌ها یا شامپو‌ها استفاده می‌شود و در محصولات مراقبت از مو بسیار مورد استفاده قرار می‌گیرد. همچنین در ساخت پوشک نیز استفاده می‌شود. 

کاربرد های کربوکسی متیل سلولز در رنگ

CMC در صنعت نفت به عنوان تثبیت کننده تعلیق برای گل حفاری استفاده می شود و نوع خام یا خالص آن در لجن حفاری به عنوان غلظت دهنده کلوئید استفاده می‌شود. هنگام جدا کردن مته از سوراخ برای جلوگیری از رسوبات نیز کاربرد دارد. 

• صنعت نفت

CMC خام یا خالص در لجن حفاری به عنوان غلظت دهنده کلوئید استفاده می شود و هنگام جدا کردن مته از سوراخ برای جلوگیری از رسوبات استفاده می شود.

• پلاستیک

اصلی ترین کاربرد CMC در صنعت پلاستیک کمک به افزایش چسبندگی پلاستیک مانند لاتکس است.

• سرامیک

اکثر اتر‌های محلول در آب برای پیوستن به قطعات چینی استفاده می‌شوند. آن‌ها خواص پخت خوبی دارند و محلول‌های CMC خاکستر بسیار کمی ایجاد می‌کنند. 

• صنعت نساجی

CMC خام به عنوان ماده اندازه گیری پارچه استفاده می شود. همچنین در ترکیبات با نشاسته در کارهای لباسشویی استفاده می شود. برای به پایان رساندن بهتر پارچه ها در فرآیند تولید، پارچه با CMC آغشته شده و سپس اسید و گرما به آنها داده می شود. همچنین در چاپ پارچه و به عنوان ماده غلظت دهنده در رنگ ها و لاک‌های نساجی بسیار مؤثر است.

کاربرد های کربوکسی متیل سلولز در داروسازی و پزشکی 

نوآورانه ترین کاربردهای CMC در حوزه پزشکی است. محلول های CMC برای تشکیل ژل‌هایی استفاده می‌شود که در جراحی قلب، قفسه سینه و قرنیه استفاده می‌شود. در عمل قفسه سینه، ریه ها منگنه می‌شوند و سپس با محلول CMC پوشانده می‌شوند تا از نشت هوا و ورود مایعات جلوگیری شود. 

از CMC برای پوشش قرص‌هایی با درجه خلوص بالا و گرانروی کم استفاده می‌شود. همچنین از آن برای ژل‌های فرم، برای انتقال دارو، جدا کردن قرص‌ها و همچنین به عنوان تثبیت‌کننده، امولسیون، اسپری‌ها و قرص‌های چسب زیستی که به طور داخلی به مخاط یک قسمت بدن وصل می‌شوند، استفاده می‌شود. در زمینه ارتوپدی، از محلول‌های CMC در روغن کاری مفاصل استخوان‌ها، بیشتر در مچ دست، زانو و باسن استفاده می‌شود. این مایع برای جلوگیری از فرسایش، تورم و از بین رفتن احتمالی غضروف‌های متصل به استخوان‌ها در این مفاصل تزریق می‌شود. 

دربرخی از قطره‌های چشمی از کربوکسی متیل سلولز استفاده می‌شود که به عنوان درمانی برای چشم‌های تحریک شده و خشک استفاده می شود. این قطره‌ها به روان شدن چشم و کاهش علائم خشکی چشم کمک می‌کند. 

• زیست پزشکی 

تقاضای فزاینده برای مواد مبتنی بر زیستی توجه بیشتری را برای کاربردهای فوری کربوکسی متیل سلولز در زمینه‌های زیست پزشکی مانند مهندسی بافت، بهبود زخم و تحویل دارو به خود جلب کرده است. پلی ساکاریدها، مولکول‌های کربوهیدرات بیوپلیمری با زنجیره بلند که عمدتاً از واحدهای مونوساکارید تشکیل شده‌اند، مواد مبتنی بر زیستی هستند که پتانسیل بسیار زیادی را در کاربردهای پزشکی با ویژگی‌های مفید منحصر به فرد پلیمرهای طبیعی در تضاد با پلیمرهای مصنوعی ترکیب می‌کنند. 

ساخت و ساز 

در بیشتر ترکیبات سیمان و مصالح ساختمانی مورد استفاده قرار می‌گیرد، زیرا به عنوان یک تثبیت‌کننده و آبگریز عمل می‌کند. باعث افزایش پراکندگی ماسه در سیمان می‌شود و عمل چسبندگی آن را شدت می‌بخشد. همچنین از این ماده به عنوان چسب در اثاثه یا لوازم داخلی استفاده می‌شود. حذف شود تکراری است 

کاربرد‌های کربوکسی متیل سلولزدر غذا‌ها 

بستنی 

کربوکسی متیل سلولز مقاومت ذوب بستنی را افزایش می‌دهد. می‌تواند باعث افزایش قوام مواد مخلوط و مایع درهنگام همگن‌سازی شود. 

کاربرد‌های کربوکسی متیل سلولز در لبنیات 

کربوکسی متیل سلولی خوراکی سدیم می‌تواند نقش تثبیت‌کننده، امولسیون‌کننده را در نوشیدنی‌های حاوی چربی و پروتئین ایفا کند. همزمان تنش سطحی بین چربی و آب را در لبنیات کاهش می‌دهد و چربی را به اندازه کافی امولسیون می‌کند. 

نوشیدنی‌ها 

CMC با یکدست بودن خوب، ثبات نوشیدنی‌های اسیدی را تضمین می‌کند و مدت زمان نگهداری آن می‌تواند طولانی‌تر می‌کند. دارای خاصیت غلظت دهنده، تثبیت‌کننده، همگن، امولسیون‌کننده و ژل‌کننده در نوشیدنی‌ها است. این ماده بافت نوشیدنی‌ها را تثبیت می‌کند، از رسوب‌گذاری و لایه‌بندی در نوشیدنی‌ها جلوگیری می‌کند. 

سس‌ها 

به عنوان یک غلظت دهنده و یک کلوئید در سس سالاد و فیله‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرد. 

کاربرد کربوکسی متیل سلولز در غذا‌های منجمد 

CMC درجه مواد غذایی می‌تواند، اندازه کریستال موجود در مواد غذایی منجمد را کنترل کند. 

کاربرد‌های کربوکسی متیل سلولز 

غذا‌های سرخ شده 

کربوکسی متیل سلولز تا ۳۵ درصد می‌تواند جذب روغن را کاهش داده و بافت فرآورده‌های سرخ شده را بهبود بخشد. 

نان و کیک فاقد گلوتن 

با توجه به گروه آبدوست، سدیم CMC هنگام تهیه خمیرنان با آب ترکیب می شود و کلوئید آبدوست تشکیل می دهد. کربوکسی متیل سلولز Naمنبسط شده، آب را افزایش می‌دهد، ظرفیت نگهداری گلوتن را افزایش می دهد، که منجر به تخمیر و حفظ دی اکسید کربن در طول پخت می‌شود. می تواند نان را نرم تر و بزرگتر کند، ساختار و طعم را بهبود بخشد و ماندگاری نان را طولانی تر کند. ساختار داخلی مانند پروتئین‌های گلوتن را بهبود می‌بخشد و به احتباس رطوبت و شستن دهان کمک می‌کند. 

میوه‌ها و سبزیجات 

CMCبرای حفظ میوه‌ها، سبزیجات و تخم مرغ استفاده شود. محلول کربوکسی متیل سلولی ۲٪ -۳٪ سدیم حاوی کربوکسی بنزوات می‌تواند در پوشش و خشک کردن میوه‌ها، سبزیجات و تخم مرغ‌ها به منظور حفظ طعم و مقاومت در برابر کپک، با اثرات نگهدارنده مورد استفاده قرار گیرد. 

نتیجه‌گیری 

در این مقاله با کاربرد‌های کربوکسی متیل سلولز سدیم (CMC) آشنا شدید. این ماده یک فیبر گیاهی است. یک ماده بی‌نظیر با خواص عالی است و کاربرد‌های گسترده‌ای در دو بخش صنعت و غذا دارد. از نوع خالص آن برای فراورده‌های غذایی استفاده می‌شود. 

کاربرد کربوکسی متیل در صنایع در بخش‌های: نساجی، سرامیک، نفت، پلاستیک، رنگ، آرایشی و بهداشتی، چسب، کشاورزی، صنایع شوینده، کاغذ و داروسازی است. در بخش غذایی در نوشیدنی‌ها، لبنیات، بستنی، سس‌ها، غذا‌های منجمد، غذا‌های سرخ شده، میوه‌ها و سبزیجات، نان و کیک و… کاربرد دارد.