કાર્બોક્સિમિથિલ સેલ્યુલોઝના ગુણધર્મો અને ઉપયોગ

1. કાર્બોક્સિમિથિલ સેલ્યુલોઝનો સંક્ષિપ્ત પરિચય

અંગ્રેજી નામ: કાર્બોક્સિલ મિથાઈલ સેલ્યુલોઝ

સંક્ષેપ: CMC

મોલેક્યુલર ફોર્મ્યુલા ચલ છે: [C6H7O2(OH)2CH2COONa]n

દેખાવ: સફેદ અથવા આછો પીળો તંતુમય દાણાદાર પાવડર.

પાણીની દ્રાવ્યતા: પાણીમાં સરળતાથી દ્રાવ્ય, પારદર્શક ચીકણું કોલોઇડ બનાવે છે, અને દ્રાવણ તટસ્થ અથવા સહેજ આલ્કલાઇન છે.

વિશેષતાઓ: સપાટીના સક્રિય કોલોઇડનું ઉચ્ચ પરમાણુ સંયોજન, ગંધહીન, સ્વાદહીન અને બિન-ઝેરી.

કુદરતી સેલ્યુલોઝ પ્રકૃતિમાં વ્યાપકપણે વિતરિત થાય છે અને તે સૌથી વધુ વિપુલ પ્રમાણમાં પોલિસેકરાઇડ છે. પરંતુ ઉત્પાદનમાં, સેલ્યુલોઝ સામાન્ય રીતે સોડિયમ કાર્બોક્સિમિથિલ સેલ્યુલોઝના રૂપમાં અસ્તિત્વ ધરાવે છે, તેથી આખું નામ સોડિયમ કાર્બોક્સિમિથિલ સેલ્યુલોઝ અથવા CMC-Na હોવું જોઈએ. ઉદ્યોગ, બાંધકામ, દવા, ખોરાક, કાપડ, સિરામિક્સ અને અન્ય ક્ષેત્રોમાં વ્યાપકપણે ઉપયોગ થાય છે.

2. કાર્બોક્સિમિથિલ સેલ્યુલોઝ ટેકનોલોજી

સેલ્યુલોઝની સુધારણા તકનીકમાં નીચેનાનો સમાવેશ થાય છે: ઇથરિફિકેશન અને એસ્ટરિફિકેશન.

કાર્બોક્સિમિથિલ સેલ્યુલોઝનું રૂપાંતરણ: ઇથેરિફિકેશન ટેક્નોલોજીમાં કાર્બોક્સિમિથિલેશન પ્રતિક્રિયા, સેલ્યુલોઝ કાર્બોક્સિમિથિલ સેલ્યુલોઝ મેળવવા માટે કાર્બોક્સિમિથિલેટેડ છે, જેને CMC તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.

કાર્બોક્સિમિથિલ સેલ્યુલોઝ જલીય દ્રાવણના કાર્યો: જાડું થવું, ફિલ્મ બનાવવી, બંધન, પાણીની જાળવણી, કોલોઇડ સંરક્ષણ, ઇમલ્સિફિકેશન અને સસ્પેન્શન.

3. કાર્બોક્સિમિથિલ સેલ્યુલોઝની રાસાયણિક પ્રતિક્રિયા

સેલ્યુલોઝ આલ્કલાઈઝેશન પ્રતિક્રિયા:

[C6H7O2(OH) 3]n + nNaOH→[C6H7O2(OH) 2ONa ]n + nH2O

આલ્કલી સેલ્યુલોઝ પછી મોનોક્લોરોએસેટિક એસિડની ઇથેરીફિકેશન પ્રતિક્રિયા:

[C6H7O2(OH) 2ONa ]n + nClCH2COONa → [C6H7O2(OH) 2OCH2COONa ]n + nNaC

તેથી: કાર્બોક્સિમિથિલ સેલ્યુલોઝ બનાવવા માટેનું રાસાયણિક સૂત્ર છે: સેલ-ઓ-સીએચ2-કોના નાસીએમસી

સોડિયમ કાર્બોક્સિમિથિલ સેલ્યુલોઝ(ટૂંકમાં NaCMC અથવા CMC) એ પાણીમાં દ્રાવ્ય સેલ્યુલોઝ ઈથર છે જે સામાન્ય રીતે ઉપયોગમાં લેવાતા જલીય દ્રાવણના ફોર્મ્યુલેશનની સ્નિગ્ધતા થોડા cP થી લઈને હજારો cP સુધી બદલાય છે.

4. કાર્બોક્સિમિથિલ સેલ્યુલોઝની ઉત્પાદન લાક્ષણિકતાઓ

1. CMC જલીય દ્રાવણનો સંગ્રહ: તે નીચા તાપમાન અથવા સૂર્યપ્રકાશ હેઠળ સ્થિર છે, પરંતુ તાપમાનના ફેરફારોને કારણે દ્રાવણની એસિડિટી અને ક્ષારતા બદલાશે. અલ્ટ્રાવાયોલેટ કિરણો અથવા સૂક્ષ્મજીવોના પ્રભાવ હેઠળ, દ્રાવણની સ્નિગ્ધતા ઘટશે અથવા તો બગડશે. જો લાંબા ગાળાના સંગ્રહની જરૂર હોય, તો યોગ્ય પ્રિઝર્વેટિવ ઉમેરવું જોઈએ.

2. CMC જલીય દ્રાવણની તૈયારી પદ્ધતિ: પહેલા કણોને એકસરખા ભીના કરો, જે વિસર્જન દરમાં નોંધપાત્ર વધારો કરી શકે છે.

3. CMC હાઇગ્રોસ્કોપિક છે અને સંગ્રહ દરમિયાન ભેજથી સુરક્ષિત હોવું જોઈએ.

4. ઝીંક, તાંબુ, સીસું, એલ્યુમિનિયમ, ચાંદી, આયર્ન, ટીન અને ક્રોમિયમ જેવા ભારે ધાતુના ક્ષાર CMC ને અવક્ષેપનું કારણ બની શકે છે.

5. PH2.5 ની નીચેના જલીય દ્રાવણમાં વરસાદ થાય છે, જે આલ્કલી ઉમેરીને તટસ્થતા પછી પુનઃપ્રાપ્ત કરી શકાય છે.

6. જો કે કેલ્શિયમ, મેગ્નેશિયમ અને ટેબલ સોલ્ટ જેવા ક્ષાર CMC પર વરસાદની અસર કરતા નથી, તેઓ દ્રાવણની સ્નિગ્ધતા ઘટાડશે.

7. CMC અન્ય પાણીમાં દ્રાવ્ય ગુંદર, સોફ્ટનર અને રેઝિન સાથે સુસંગત છે.

8. વિવિધ પ્રક્રિયાને લીધે, CMC નો દેખાવ દંડ પાવડર, બરછટ અનાજ અથવા તંતુમય હોઈ શકે છે, જેનો ભૌતિક અને રાસાયણિક ગુણધર્મો સાથે કોઈ સંબંધ નથી.

9. CMC પાવડરનો ઉપયોગ કરવાની પદ્ધતિ સરળ છે. તેને ઠંડા પાણીમાં અથવા ગરમ પાણીમાં 40-50 °C તાપમાને સીધું ઉમેરી અને ઓગાળી શકાય છે.

5. કાર્બોક્સિમિથિલ સેલ્યુલોઝની અવેજી અને દ્રાવ્યતાની ડિગ્રી

અવેજીની ડિગ્રી દરેક સેલ્યુલોઝ એકમ સાથે જોડાયેલા સોડિયમ કાર્બોક્સિમિથિલ જૂથોની સરેરાશ સંખ્યાને દર્શાવે છે; અવેજીની ડિગ્રીનું મહત્તમ મૂલ્ય 3 છે, પરંતુ સૌથી વધુ ઔદ્યોગિક રીતે ઉપયોગી NaCMC છે જે 0.5 થી 1.2 સુધી બદલાય છે. 0.2-0.3 ની અવેજીની ડિગ્રી સાથેના NaCMC ના ગુણધર્મો 0.7-0.8 ની અવેજીની ડિગ્રી સાથે NaCMC કરતા તદ્દન અલગ છે. પહેલાનું pH 7 પાણીમાં માત્ર આંશિક રીતે દ્રાવ્ય છે, પરંતુ બાદમાં સંપૂર્ણપણે દ્રાવ્ય છે. આલ્કલાઇન પરિસ્થિતિઓમાં વિપરીત સાચું છે.

6. કાર્બોક્સિમિથિલ સેલ્યુલોઝની પોલિમરાઇઝેશન ડિગ્રી અને સ્નિગ્ધતા

પોલિમરાઇઝેશન ડિગ્રી: સેલ્યુલોઝ સાંકળની લંબાઈનો સંદર્ભ આપે છે, જે સ્નિગ્ધતા નક્કી કરે છે. સેલ્યુલોઝ સાંકળ જેટલી લાંબી છે, સ્નિગ્ધતા વધારે છે અને તેથી જ NaCMC સોલ્યુશન છે.

સ્નિગ્ધતા: NaCMC સોલ્યુશન એ બિન-ન્યુટોનિયન પ્રવાહી છે, અને જ્યારે શીયર ફોર્સ વધે છે ત્યારે તેની સ્પષ્ટ સ્નિગ્ધતા ઘટે છે. જગાડવાનું બંધ કર્યા પછી, સ્નિગ્ધતા પ્રમાણસર વધે ત્યાં સુધી તે સ્થિર રહે. એટલે કે, ઉકેલ થિક્સોટ્રોપિક છે.

7. કાર્બોક્સિમિથિલ સેલ્યુલોઝની એપ્લિકેશન શ્રેણી

1. બાંધકામ અને સિરામિક ઉદ્યોગ

(1) આર્કિટેક્ચરલ કોટિંગ્સ: સારી વિક્ષેપ, સમાન કોટિંગ વિતરણ; લેયરિંગ નહીં, સારી સ્થિરતા; સારી જાડું અસર, એડજસ્ટેબલ કોટિંગ સ્નિગ્ધતા.

(2) સિરામિક ઉદ્યોગ: માટીકામની માટીની પ્લાસ્ટિસિટી સુધારવા માટે ખાલી બાઈન્ડર તરીકે વપરાય છે; ટકાઉ ગ્લેઝ.

2. ધોવા, સૌંદર્ય પ્રસાધનો, તમાકુ, કાપડ પ્રિન્ટીંગ અને ડાઇંગ ઉદ્યોગો

(1) ધોવા: ધોયેલી ગંદકીને ફેબ્રિક પર ફરીથી જમા થતી અટકાવવા માટે ડીટરજન્ટમાં CMC ઉમેરવામાં આવે છે.

(2) સૌંદર્ય પ્રસાધનો: જાડું થવું, વિખેરી નાખવું, લટકાવવું, સ્થિર કરવું વગેરે. સૌંદર્ય પ્રસાધનોના વિવિધ ગુણધર્મોને સંપૂર્ણ રમત આપવાથી ફાયદો થાય છે.

(3) તમાકુ: CMC નો ઉપયોગ તમાકુની શીટ્સને બાંધવા માટે થાય છે, જે ચિપ્સનો અસરકારક રીતે ઉપયોગ કરી શકે છે અને કાચા તમાકુના પાંદડાઓની માત્રા ઘટાડી શકે છે.

(4) ટેક્સટાઇલ: કાપડના ફિનિશિંગ એજન્ટ તરીકે, CMC હાઇ-સ્પીડ લૂમ્સ પર યાર્ન સ્કિપિંગ અને અંત તૂટવાનું ઘટાડી શકે છે.

(5) પ્રિન્ટિંગ અને ડાઈંગ: તેનો ઉપયોગ પેસ્ટ પ્રિન્ટિંગમાં થાય છે, જે રંગોની હાઈડ્રોફિલિક અને પેનિટ્રેટિંગ ક્ષમતાને વધારી શકે છે, ડાઈંગને એકસમાન બનાવી શકે છે અને રંગનો તફાવત ઘટાડી શકે છે.

3. મચ્છર કોઇલ અને વેલ્ડીંગ સળિયા ઉદ્યોગ

(1) મચ્છર કોઇલ: CMC નો ઉપયોગ મચ્છર કોઇલની કઠિનતા વધારવા અને તેને તૂટવાની અને તૂટવાની શક્યતા ઓછી કરવા માટે મચ્છર કોઇલમાં કરવામાં આવે છે.

(2) ઇલેક્ટ્રોડ: CMC નો ઉપયોગ સિરામિક કોટિંગને વધુ સારી રીતે બંધાયેલ અને રચના કરવા માટે ગ્લેઝ એજન્ટ તરીકે કરવામાં આવે છે, સારી બ્રશિંગ કામગીરી સાથે, અને તે ઊંચા તાપમાને બર્નઆઉટ પરફોર્મન્સ પણ ધરાવે છે.

4. ટૂથપેસ્ટ ઉદ્યોગ

(1) CMC ટૂથપેસ્ટમાં વિવિધ કાચી સામગ્રી સાથે સારી સુસંગતતા ધરાવે છે;

(2) પેસ્ટ નાજુક હોય છે, પાણીને અલગ કરતી નથી, છાલ ઉતારતી નથી, જાડી થતી નથી અને તેમાં ભરપૂર ફીણ હોય છે;

(3) સારી સ્થિરતા અને યોગ્ય સુસંગતતા, જે ટૂથપેસ્ટને સારો આકાર, જાળવણી અને ખાસ કરીને આરામદાયક સ્વાદ આપી શકે છે;

(4) તાપમાનના ફેરફારો, મોઇશ્ચરાઇઝિંગ અને ફ્રેગરન્સ-ફિક્સિંગ માટે પ્રતિરોધક.

(5) કેનમાં નાની કાતર અને પૂંછડી.

5. ખાદ્ય ઉદ્યોગ

(1) એસિડિક પીણાં: સ્ટેબિલાઇઝર તરીકે, ઉદાહરણ તરીકે, એકત્રીકરણને કારણે દહીંમાં પ્રોટીનના વરસાદ અને સ્તરીકરણને રોકવા માટે; પાણીમાં ઓગળ્યા પછી વધુ સારો સ્વાદ; સારી અવેજી એકરૂપતા.

(2) આઈસ્ક્રીમ: બરફના સ્ફટિકોને ટાળવા માટે પાણી, ચરબી, પ્રોટીન વગેરેને એક સમાન, વિખરાયેલું અને સ્થિર મિશ્રણ બનાવો.

(3) બ્રેડ અને પેસ્ટ્રી: CMC બેટરની સ્નિગ્ધતાને નિયંત્રિત કરી શકે છે, ભેજ જાળવી શકે છે અને ઉત્પાદનની શેલ્ફ લાઇફ વધારી શકે છે.

(4) ઇન્સ્ટન્ટ નૂડલ્સ: નૂડલ્સની કઠિનતા અને રસોઈ પ્રતિકાર વધારો; તે બિસ્કીટ અને પેનકેકમાં સારી ફોર્મેબિલિટી ધરાવે છે, અને કેકની સપાટી સુંવાળી છે અને તોડવી સરળ નથી.

(5) ઇન્સ્ટન્ટ પેસ્ટ: ગમ બેઝ તરીકે.

(6) CMC શારીરિક રીતે નિષ્ક્રિય છે અને તેનું કોઈ કેલરીફિક મૂલ્ય નથી. તેથી, ઓછી કેલરીવાળા ખોરાકનું ઉત્પાદન કરી શકાય છે.

6. કાગળ ઉદ્યોગ

CMC નો ઉપયોગ પેપર સાઈઝીંગ માટે થાય છે, જેના કારણે પેપરમાં ઉચ્ચ ઘનતા, સારી શાહી ઘૂંસપેંઠ પ્રતિકાર, ઉચ્ચ મીણ સંગ્રહ અને સરળતા હોય છે. કાગળના રંગની પ્રક્રિયામાં, તે રંગની પેસ્ટની રોલબિલિટીને નિયંત્રિત કરવામાં મદદ કરે છે; તે કાગળની અંદરના તંતુઓ વચ્ચેની સ્ટીકીનેસ સ્થિતિને સુધારી શકે છે, જેનાથી કાગળની મજબૂતાઈ અને ફોલ્ડિંગ પ્રતિકારમાં સુધારો થાય છે.

7. પેટ્રોલિયમ ઉદ્યોગ

સીએમસીનો ઉપયોગ તેલ અને ગેસ ડ્રિલિંગ, કૂવો ખોદવામાં અને અન્ય પ્રોજેક્ટ્સમાં થાય છે.

8. અન્ય

જૂતા, ટોપી, પેન્સિલો વગેરે માટે એડહેસિવ્સ, ચામડા માટે પોલિશ અને કલરન્ટ્સ, ફોમ અગ્નિશામક માટે સ્ટેબિલાઇઝર્સ, વગેરે.