ความหนืดของโซเดียมคาร์บอกซีเมทิลเซลลูโลส

ความหนืดของโซเดียมคาร์บอกซีเมทิลเซลลูโลสยังแบ่งออกเป็นหลายเกรดตามการใช้งานที่แตกต่างกัน ความหนืดของประเภทการซักคือ 10~70 (ต่ำกว่า 100) ขีดจำกัดบนของความหนืดอยู่ที่ 200~1200 สำหรับการตกแต่งอาคารและอุตสาหกรรมอื่นๆ และความหนืดของเกรดอาหารยังสูงกว่าอีกด้วย ล้วนมีค่ามากกว่า 1,000 และความหนืดของอุตสาหกรรมต่าง ๆ ก็ไม่เหมือนกัน

เนื่องจากมีการใช้งานที่หลากหลาย
ความหนืดของโซเดียมคาร์บอกซีเมทิลเซลลูโลสได้รับผลกระทบจากมวลโมเลกุลสัมพัทธ์ ความเข้มข้น อุณหภูมิ และค่า pH และผสมกับเอทิลหรือคาร์บอกซีโพรพิลเซลลูโลส เจลาติน แซนแทนกัม คาราจีแนน หมากฝรั่งตั๊กแตน หมากฝรั่งกระทิง วุ้น โซเดียมอัลจิเนต เพคติน กัมอาราบิก และแป้ง รวมถึงอนุพันธ์ของเพคตินมีความเข้ากันได้ดี (เช่น ผลเสริมฤทธิ์กัน)

เมื่อค่า pH เท่ากับ 7 ความหนืดของสารละลายโซเดียมคาร์บอกซีเมทิลเซลลูโลสจะสูงที่สุด และเมื่อค่า pH อยู่ที่ 4 ~ 11 จะค่อนข้างเสถียร คาร์บอกซีเมทิลเซลลูโลสในรูปของโลหะอัลคาไลและเกลือแอมโมเนียมสามารถละลายได้ในน้ำ ไอออนของโลหะไดวาเลนต์ Ca2+, Mg2+, Fe2+ อาจส่งผลต่อความหนืดได้ โลหะหนัก เช่น เงิน แบเรียม โครเมียม หรือ Fe3+ สามารถทำให้ตกตะกอนออกจากสารละลายได้ หากควบคุมความเข้มข้นของไอออน เช่น การเติมกรดซิตริกที่เป็นสารคีเลต อาจเกิดสารละลายที่มีความหนืดมากขึ้น ส่งผลให้เหงือกนิ่มหรือแข็ง

โซเดียมคาร์บอกซีเมทิลเซลลูโลสเป็นเซลลูโลสธรรมชาติชนิดหนึ่งซึ่งโดยทั่วไปทำจากสำลีหรือเยื่อไม้เป็นวัตถุดิบและต้องผ่านปฏิกิริยาอีเธอริฟิเคชันกับกรดโมโนคลอโรอะซิติกภายใต้สภาวะที่เป็นด่าง

ตามข้อกำหนดของวัตถุดิบและการทดแทนไฮดรอกซิลไฮโดรเจนในหน่วย D-กลูโคสเซลลูโลสโดยกลุ่มคาร์บอกซีเมทิล จะได้สารประกอบโพลีเมอร์ที่ละลายน้ำได้ซึ่งมีระดับการทดแทนที่แตกต่างกันและการกระจายน้ำหนักโมเลกุลที่แตกต่างกัน

เนื่องจากโซเดียมคาร์บอกซีเมทิลเซลลูโลสมีคุณสมบัติพิเศษและดีเยี่ยมหลายประการ จึงมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมเคมีรายวัน อาหารและยา และการผลิตทางอุตสาหกรรมอื่นๆ

หนึ่งในตัวชี้วัดที่สำคัญที่สุดของโซเดียมคาร์บอกซีเมทิลเซลลูโลสคือความหนืดของโซเดียมคาร์บอกซีเมทิลเซลลูโลส ค่าความหนืดสัมพันธ์กับปัจจัยต่างๆ เช่น ความเข้มข้น อุณหภูมิ และอัตราเฉือน อย่างไรก็ตาม ปัจจัยต่างๆ เช่น ความเข้มข้น อุณหภูมิ และอัตราเฉือน เป็นปัจจัยภายนอกที่ส่งผลต่อความหนืดของโซเดียมคาร์บอกซีเมทิลเซลลูโลส

น้ำหนักโมเลกุลและการกระจายตัวของโมเลกุลเป็นปัจจัยภายในที่ส่งผลต่อความหนืดของสารละลายโซเดียมคาร์บอกซีเมทิลเซลลูโลส สำหรับการควบคุมการผลิตและการพัฒนาประสิทธิภาพผลิตภัณฑ์ของโซเดียมคาร์บอกซีเมทิลเซลลูโลส การวิจัยน้ำหนักโมเลกุลและการกระจายน้ำหนักโมเลกุลมีค่าอ้างอิงที่สำคัญอย่างยิ่ง ในขณะที่ความหนืด การวัดจะมีบทบาทอ้างอิงบางอย่างเท่านั้น

กฎของนิวตันในด้านรีโอโลยี โปรดอ่านเนื้อหาที่เกี่ยวข้องของ “รีโอโลจี” ในเคมีเชิงฟิสิกส์ ซึ่งเป็นเรื่องยากที่จะอธิบายในหนึ่งหรือสองประโยค หากคุณต้องบอกว่า: สำหรับสารละลายเจือจาง cmc ใกล้กับของเหลวของนิวตัน ความเค้นเฉือนจะเป็นสัดส่วนกับอัตราคมตัด และค่าสัมประสิทธิ์ตามสัดส่วนระหว่างสิ่งเหล่านั้นเรียกว่าค่าสัมประสิทธิ์ความหนืดหรือความหนืดจลน์

ความหนืดได้มาจากแรงระหว่างสายโซ่โมเลกุลของเซลลูโลส รวมถึงแรงกระจายและพันธะไฮโดรเจน โดยเฉพาะอย่างยิ่ง การเกิดพอลิเมอไรเซชันของอนุพันธ์ของเซลลูโลสไม่ใช่โครงสร้างเชิงเส้น แต่เป็นโครงสร้างแบบหลายสาขา ในการแก้ปัญหานี้ เซลลูโลสที่มีหลายสาขาจำนวนมากถูกนำมาเชื่อมต่อกันเพื่อสร้างโครงสร้างเครือข่ายเชิงพื้นที่ ยิ่งโครงสร้างเข้มงวดมากเท่าใด แรงระหว่างโซ่โมเลกุลในสารละลายที่ได้ก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น

ในการสร้างการไหลในสารละลายเจือจางของอนุพันธ์เซลลูโลส จะต้องเอาชนะแรงระหว่างสายโซ่โมเลกุล ดังนั้นสารละลายที่มีระดับพอลิเมอไรเซชันสูงจะต้องใช้แรงมากขึ้นในการสร้างการไหล สำหรับการวัดความหนืด แรงที่กระทำต่อสารละลาย CMC คือแรงโน้มถ่วง ภายใต้สภาวะแรงโน้มถ่วงคงที่ โครงสร้างโซ่ของสารละลาย CMC ที่มีพอลิเมอไรเซชันในระดับมากจะมีแรงมากและการไหลช้า การไหลช้าสะท้อนถึงความหนืด

ความหนืดของโซเดียมคาร์บอกซีเมทิลเซลลูโลสส่วนใหญ่เกี่ยวข้องกับน้ำหนักโมเลกุล และแทบไม่เกี่ยวข้องกับระดับของการทดแทน ยิ่งระดับของการทดแทนมากขึ้น น้ำหนักโมเลกุลก็จะยิ่งมากขึ้น เนื่องจากน้ำหนักโมเลกุลของกลุ่มคาร์บอกซีเมทิลที่ถูกแทนที่จะมีขนาดใหญ่กว่ากลุ่มไฮดรอกซิลก่อนหน้า

เกลือโซเดียมของเซลลูโลสคาร์บอกซีเมทิลอีเทอร์ซึ่งเป็นอีเทอร์เซลลูโลสประจุลบเป็นผงเส้นใยหรือเม็ดสีขาวหรือสีขาวนวลมีความหนาแน่น 0.5-0.7 กรัมต่อลูกบาศก์เซนติเมตร แทบไม่มีกลิ่น ไม่มีรส และดูดความชื้นได้ ง่ายต่อการกระจายตัวในน้ำเพื่อสร้างสารละลายคอลลอยด์โปร่งใส และไม่ละลายในตัวทำละลายอินทรีย์ เช่น เอทานอล pH ของสารละลายน้ำ 1% คือ 6.5 ถึง 8.5 เมื่อ pH>10 หรือ <5 ความหนืดของโซเดียมคาร์บอกซีเมทิลเซลลูโลสจะลดลงอย่างมีนัยสำคัญ และประสิทธิภาพจะดีที่สุดเมื่อ pH=7

มีความเสถียรทางความร้อน ความหนืดเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วต่ำกว่า 20°C และเปลี่ยนแปลงอย่างช้าๆ ที่ 45°C การให้ความร้อนในระยะยาวที่สูงกว่า 80°C อาจทำให้คอลลอยด์เสื่อมสภาพและลดความหนืดและประสิทธิภาพได้อย่างมาก ละลายได้ง่ายในน้ำและสารละลายมีความโปร่งใส มีความเสถียรมากในสารละลายอัลคาไลน์ และง่ายต่อการไฮโดรไลซ์เมื่อมีกรด เมื่อค่า pH อยู่ที่ 2-3 ก็จะเกิดการตกตะกอน