Натриевата карбоксиметилцелулоза се използва широко в промишлеността, фармацевтиката и производството на храни. Това съединение е направено от дърво и е биологично инертен материал, т.е. не участва във физиологични процеси. Поради специалните свойства на разтворите с този компонент, вискозитетът на веществата и други технически параметри могат да бъдат регулирани.
Описание
Натриевата карбоксиметилцелулоза (CMC) е натриева сол на целулоза гликолова киселина. Химичното наименование на съединението съгласно номенклатурата на IUPAC е натриева поли-1,4-β-О-карбоксиметил-D-пиранозил-D-гликопираноза.
Емпиричната формула на техническата натриева карбоксиметилцелулоза е: [C6H7 O 2 (OH) 3- x (OCH 2 COONa) x ] n. В този израз x е степента на заместване на СН2-СООН групите, а n е степента на полимеризация.
Структурната формула е показана на фигурата по-долу.
Имоти
На външен вид търговската натриева карбоксиметилцелулоза е прахообразен, финозърнест или влакнест материал без мирис с обемна плътност от 400-800 kg/m 3 .
Na-CMC има следните характеристики:
молекулно тегло на съединението - n;
бързо се разтваря както в топла, така и в студена вода, неразтворим в минерални масла и органични течности;
образува филми, които са устойчиви на масла, греси и органични разтворители;
повишава вискозитета на разтворите и им придава тиксотропия - с увеличаване на механичното въздействие настъпва намаляване на съпротивлението на потока;
абсорбира добре водните пари от въздуха, така че веществото трябва да се съхранява в сухи помещения (при нормални условия съдържа 9-11% влага);
съединението е нетоксично, неексплозивно, но в прахообразно състояние може да се запали (температура на самозапалване +212 °C);
в разтвори проявява свойствата на анионен полиелектролит.
Когато температурата се промени, лабораторният вискозитет на натриева карбоксиметилцелулоза в разтвори варира значително. Това е една от най-важните характеристики на това съединение, което определя обхвата на неговото приложение. Високата степен на полимеризация осигурява по-голям вискозитет и обратно. При pH<6 или более 9 снижение сопротивления потоку значительно падает. Поэтому данную соль целесообразно применять в нейтральных и слабощелочных средах. Изменения вязкости при нормальных условиях являются обратимыми.
Натриевата карбоксиметилцелулоза също има химическа съвместимост с много други вещества (нишесте, желатин, глицерин, водоразтворими смоли, латекси). При нагряване до температури над 200 °C солта се разлага до натриев карбонат.
Основният фактор, влияещ върху характеристиките на това съединение, е степента на полимеризация. Разтворимостта, стабилността, механичните свойства и хигроскопичността зависят от молекулното тегло. Веществото се произвежда в седем степени според степента на полимеризация и две степени според съдържанието на основното вещество.
Касова бележка
Натриевата карбоксиметилцелулоза се произвежда в промишлен мащаб от 1946 г. насам. Производството на CMC в момента представлява най-малко 47% от общия обем целулозни етери.
Основната суровина за синтеза на това съединение е дървесната целулоза, най-често срещаният органичен полимер. Предимствата му са ниска цена, биоразградимост, липса на токсичност и простота на технологията на обработка.
Натриевата карбоксиметилцелулоза се получава чрез взаимодействие на алкална целулоза с C₂H3ClO₂ (монохлороцетна киселина) или нейната натриева сол. През последните години се работи за намиране на нови източници за добив на суровини (лен, слама, зърнени култури, юта, сизал и други), тъй като търсенето на този материал непрекъснато нараства. За да се подобри качеството на веществото, готовата сол се измива от примеси, целулозата се активира или се излага на микровълново лъчение.
Натриева карбоксиметилцелулоза: индустриални приложения
Поради специалните си свойства CMC се използва за следните цели:
сгъстяване на различни състави, желатинизация;
свързване на фини частици във филми за боя (образуване на филм);
използване като водозадържащ агент;
стабилизиране на физични и химични свойства;
повишаване на вискозитета на разтворите, за да се осигури равномерно разпределение на техните съставки;
промяна на реологичните характеристики;
защита срещу коагулация (слепване на суспендирани частици).
Един от най-големите потребители на натриева карбоксиметилцелулоза е нефтената и газовата промишленост, където това съединение се използва за подобряване на ефективността на сондажните течности.
Веществото се използва и при производството на следните технически продукти:
почистващи препарати;
печатни продукти;
решения за строителни довършителни работи;
лепила, материали за оразмеряване;
сухи строителни смеси, цимент (за предотвратяване образуването на пукнатини);
бои и лакове;
флуиди за рязане;
среда за втвърдяване на релси;
покритие на заваръчни електроди и други.
За стабилизиране на пяна натриевата карбоксиметилцелулоза се използва при пожарогасене, хранително-вкусовата промишленост и в производството на парфюми и керамика. Техниците изчисляват, че това съединение се използва в повече от 200 области на технологията и медицината.
Защитни покрития
Едно от обещаващите направления е въвеждането на наночастици, синтезирани от CMC суспензии, като стабилизиращи добавки в устойчиви на корозия покрития. Това ви позволява да увеличите адхезията към основния материал, да подобрите физичните и механичните свойства на покритието, без значително да увеличавате цената на състава. Наночастиците образуват микрокластери, което прави възможно получаването на композити с ценни технически свойства.
Предимството на тази добавка е също, че е екологична и биоразградима. Производството му не изисква използването на органични разтворители, поради което се намалява рискът от замърсяване на отпадъчните води и атмосферата, няма нужда от използване на специализирано оборудване и висок температурен диапазон.
Хранителна добавка
Като хранителна добавка се използва натриева карбоксиметилцелулоза (Е-466) в концентрация не повече от 8 g/kg. Веществото изпълнява няколко функции в продуктите:
удебеляване;
стабилизиране на свойствата;
задържане на влага;
удължаване на срока на годност;
запазване на диетичните фибри след размразяване.
Най-често това съединение се добавя към бързо хранене, сладолед, сладкарски изделия, мармалад, желе, топено сирене, маргарин, кисело мляко и рибни консерви.
Медицина и козметология
Във фармацевтичната индустрия натриевата сол на карбоксиметилцелулозата се използва в такива групи лекарства като:
капки за очи, инжекционни разтвори - за удължаване на терапевтичния ефект;
таблетни черупки - за регулиране на освобождаването на активното вещество;
емулсии, гелове и мехлеми - за стабилизиране на образуващите вещества;
антиацидни лекарства - като йонообменни и комплексообразуващи компоненти.
В производството на хигиенни и козметични продукти това съединение се използва в пасти за зъби, шампоани, гелове за бръснене и душ, кремове. Основната функция е да стабилизира свойствата и да подобри текстурата.
Ефект върху човешкото и животинското тяло
Натриевата карбоксиметилцелулоза е хипоалергенна, биологично неактивна, неканцерогенна и не уврежда репродуктивната функция на живите организми. Употребата като хранителни добавки в безопасни концентрации не води до негативни последици. Прахът от съединението може да предизвика дразнене, ако влезе в контакт с очите и горните дихателни пътища (аерозолната ПДК е 10 mg/m3).
САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИ ДЪРЖАВЕН ТЕХНОЛОГИЧЕН УНИВЕРСИТЕТ ПО РАСТЕНИЕВОДСТВО
ПОЛИМЕРИ
ДОКЛАД ЗА ИНЖЕНЕРНИТЕ ПРАКТИКИ
Метилцелулоза и карбоксиметилцелулоза: свойства на разтвори и филми
Проверява: ст.н.с., доктор на химическите науки
Александър Михайлович Бочек
Изпълнени: чл. гр. 144
Татищева Валентина Александровна
САНКТ ПЕТЕРБУРГ 2003г
Въведение
Метилцелулозата е първият член на хомоложната серия от 0-алкилцелулозни производни (етери). Според степента на заместване целулозните метилови етери могат да бъдат разделени на ниско заместени, разтворими във водни разтвори на силни основи с определена концентрация и силно заместени, разтворими във вода и органични разтворители. Целулозните метилови етери могат да бъдат получени чрез взаимодействие на целулоза с различни алкилиращи реагенти: диметил сулфат, метил хлорид (или метил йодид и бромид), диазометан, метилов естер на бензенсулфонова киселина. Понастоящем метилцелулозата (предимно водоразтворима) е индустриален продукт.
Препаратите от 0-карбоксиметилцелулоза, в зависимост от степента на заместване, както и други 0-алкилови производни, могат да бъдат разделени на ниско заместени и силно заместени. Приготвянето на CMC препарати със степен на заместване γ по-голяма от 100 обаче е много трудно поради електростатичните ефекти на отблъскване на групи с подобен заряд (хлороацетатен йон и карбоксиметилова група). Следователно, практически „силно заместените“ CMC препарати са продукти, които имат степен на заместване γ = 50-100 и са водоразтворими.
Получаване на метилцелулоза
В индустрията най-често използваният метод за производство на метилцелулоза е алкилирането на алкална целулоза с метилхлорид.
Процесът на алкилиране с алкилхалогениди протича при температури от 353-373 K. Тъй като метилхлоридът има точка на кипене 248 K, реакцията на алкилиране се извършва в автоклави под високо налягане.
По време на процеса на алкилиране възникват странични реакции между метил хлорид и алкали за образуване на алкохол и сол и между алкохол и метил хлорид за образуване на диметилов етер:
NaOH+CH3Cl+CH3OH→CH3OCH3 +NaCl+H2O
CH3Cl+NaOH→CH3OH+NaCl
Следователно е необходимо да се използва излишък от метилхлорид и значително количество твърда основа, тъй като с увеличаване на концентрацията на основата разлагането на метилхлорида намалява.
Йодният атом е най-лесен за обмен (най-подвижен), което се дължи на по-голямата му поляризуемост, но алкил йодидите са сравнително скъпи. Хлоридите и бромидите се различават малко по реактивност, така че в промишлените синтези те предпочитат да използват по-достъпни алкил хлориди.
Скоростта на реакцията през преходното състояние е пропорционална на концентрацията на всеки реагент. Трябва да се приеме, че реакцията на целулозата с метилхлорид протича съгласно горната схема, т.е. това е бимолекулна реакция на нуклеофилно заместване -S N 2.
Производството на метилцелулоза е свързано с определени трудности поради големия разход на реагенти, необходимостта от работа под налягане и др. Следователно намирането на нови начини за синтез на метилцелулоза е от голямо практическо значение. От тази гледна точка произведенията изглеждат интересни. Авторите използват естери на ароматни сулфонови киселини като алкилиращи агенти, а именно естери на р-толуенсулфонова киселина, толуен дисулфонова киселина, бензенсулфонова киселина и нафталинсулфонова киселина.
Алкилирането с тези етери протича по следната схема:
C 6 H 7 O 2 (OH) 3 + xRSO 2 ИЛИ "→ C 6 H 7 O 2 (OH) 3 (OR") x + xRSO 2 OH,
където R= -C6H5, -CH3C6H4, -C10H7; R"= -CH3, -C2H5 и т.н.
Установено е, че с увеличаване на дължината на алкилиращия радикал скоростта на реакцията намалява. Въз основа на експериментални данни, естерите на сулфоновата киселина могат да бъдат подредени в следните серии според реактивността:
C 6 H 5 SO 2 OCH 3 > C 6 H 5 SO 2 OS 2 H 5 > C 6 H 5 SO 2 OS 6 H 7.
Най-често за алкилиране на целулоза в лабораторни условия се използва диметилсулфат (CH 3) 2 S0 4, който има точка на кипене 461 K и позволява да се получат продукти при нормално налягане. Но въпреки това използването му в производството е ограничено поради високата му токсичност. Образуването на целулозен етер в случая на диметилсулфат може да се изрази в обща форма чрез следното уравнение:
C 6 H 7 O 2 (OH) 3 + x (CH 3) 2 SO 4 → C b H 7 O 2 (OH) 3- x (OCH 3) x + x CH 3 OSO 3 Na + x H 2 O.
Едновременно с основната реакция на алкилиране на целулозата протича и странична реакция на разлагане на диметилсулфат по следната схема:
(CH 3) 2 SO 4 + 2NaOH → Na 2 SO 4 + 2CH 3 OH.
Метил сярната киселина, образувана по време на основната реакция, може да реагира с метилов алкохол, давайки диметилов етер и, в присъствието на излишък от алкали, Na сулфат:
Реакцията на метилиране протича само в алкална среда, което очевидно се дължи на преобладаващата реакция на целулозата под формата на дисоциирано алкално съединение.
Получаването на напълно заместени продукти чрез метилиране на целулоза по този метод среща значителни трудности. Така след 18 - 20 операции на метилиране на памук Denham и Woodhouse получават продукт, съдържащ 44,6% OCH 3 (теоретична стойност за триметилцелулоза 45,58% OCH 3), а Irvine и Hirst - със съдържание 42 - 43% OCH 3; След 28-кратно метилиране Berl и Schupp получават естер, съдържащ 44,9% OCH3.
Наличието на гореописаната странична реакция е една от причините, поради които е трудно да се получи силно заместен продукт. Разграждането на диметилсулфат по време на производството на метилцелулоза изисква използването на голям излишък от него, което от своя страна води до необходимостта от използване на голям излишък от алкали, тъй като реакцията на средата винаги трябва да остане алкална.
Установено е, че при по-висока алкална концентрация е възможно да се получи по-висока степен на заместване на метилцелулозата. Този факт се обяснява с различни причини. Първо, доказано е, че степента на разлагане на диметилсулфата намалява с увеличаване на концентрацията на основа. Второ, може да се предположи, че с увеличаване на концентрацията на NaOH равновесието в системата се измества надясно
C 6 H 7 O 2 (OH) 3 + Na + + OH − → C 6 H 7 O 2 (OH) 2 O − + Na + + H 2 O.
Въпреки това, в някои случаи е възможно да се получи силно заместена метилцелулоза без многократни повторения на метилиране.
По този начин, Haworth et al., след като преди това натрошават филтърна хартия до фин прах и я суспендират в ацетон, получават метоксилно съдържание от 45% след 2-кратно метилиране. Най-простият начин за получаване на високо съдържание на метоксил е чрез разтваряне на рециклиран целулозен ацетат в ацетон и постепенно добавяне на диметилсулфат и воден алкален разтвор. По този начин съдържание на метоксил в реакционния продукт от близо 45% може да бъде постигнато в една операция.
Получаване на карбоксиметилцелулоза
Ниско заместена Na-карбоксиметилцелулоза се получава чрез взаимодействие на алкална целулоза с монохлороцетна киселина при различни условия. Поради факта, че хлороцетната киселина е твърдо, кристално вещество и за производството на нискозаместени продукти се изискват малки количества в сравнение с целулозата, равномерното разпределение на реагиращите компоненти на сместа е от особено значение. При един от методите реакцията се провежда чрез третиране на изсушена на въздух целулоза с разтвор на натриева сол на монохлороцетна киселина в 17,5-18% разтвор на NaOH при течен модул 5 (съотношението на количеството течност в ml към масата на целулозата в g). Разтворът на солта се приготвя преди реакцията чрез разтваряне на подходяща порция монохлороцетна киселина в основа с такава концентрация, че след неутрализацията тя остава в рамките на определената стойност.
Степента на заместване на нискозаместената Na-сол на карбоксиметилцелулозата се определя от нейното съдържание на Na. Съдържанието на натрий в карбоксиметилцелулозата може да се определи чрез гравиметричен метод под формата на сулфат, чрез опепеляване на пробата в тигел, обработка на пепелта. със сярна киселина и калциниране при 973 К, или чрез обемен метод чрез обратно титруване на излишък от алкална сярна киселина в присъствието на бромофенол синьо като индикатор (областта на прехода трябва да бъде в кисела среда, така че алкалът да не се свързва обратно с карбоксилни групи).
Разтворимостта, вискозитетът на разтворите и други свойства на карбоксиметилцелулозата до голяма степен зависят от метода на нейното получаване.
Има няколко известни метода за производство на Na-CMC, базирани на една и съща реакция:
Cell(OH) n + 2mNaOH + mCH 2 C1COOH →
Cell(OH) n - m (OSH 2 COONa) m + mNaCl + 2mH20,
но направени в различни модификации. Следователно е интересно да се сравнят Na-CMC проби, получени от една и съща целулоза, но с помощта на различни методи.
Използвани са следните методи за получаване на CMC.
1. Целулозата, мерсеризирана със 17,5% разтвор на NaOH, се пресова до 3 пъти нейната маса и се обработва в мелница тип Werner и Pfleiderer със суха натриева сол на монохлороцетна киселина (CH2C1COONa) при температура 313 K за 30 минути. След това реакционната смес се държи при стационарни условия при 295 К в продължение на 24 часа в затворен съд. През това време настъпва окислително-алкално разрушаване на целулозата: степента на полимеризация намалява от 1200 до 300-400 и се подобрява разтворимостта на CMC пробите във вода. Съгласно този метод алкилирането се извършва при максимални концентрации на активните маси (целулоза и монохлороцетна киселина), което води до висока степен на алкилиране. Въпреки това, условията за смесване на реакционните компоненти не са благоприятни за получаване на равномерно алкилирани Na-CMC проби.
P. Изсушената на въздух целулоза се третира с разтвор на натриева сол на монохлороцетна киселина в 18% разтвор на NaOH при течен модул 5 и температура 313 K. Окислително-алкалното разрушаване се извършва по гореописания метод 1 след изстискване на реакционната смес до
3 пъти масата спрямо целулозата. Този метод се характеризира с равномерно проникване на алкилиращия реагент - монохлороцетна киселина - в целулозните влакна по време на набъбване, което прави възможно получаването на равномерно заместени продукти. Въпреки това, както беше показано, по-голямата част от взетото количество CH 2 ClCOOH отива в страничната реакция на неговото осапунване.
III. Целулозата се мерсеризира с 18% разтвор на NaOH. Алкалцелулозата, пресована до 5 пъти нейната маса, се промива на фуния на Бюхнер с пропанол (с инфузия), за да се отстранят излишните NaOH и вода. Добавя се пропанол до желания модул и пулпата се поставя в мелницата. След 10 минути смилане се добавя суха сол CH2ClCOONa. Реакцията се провежда при постоянна температура. Използвайки този метод, размерът на страничната реакция на осапуняване на CH 2 ClCOONa се намалява до минимум, като по този начин се повишава ефективността на използването на алкилиращия реагент. Във всички случаи CMC пробите се промиват с горещ 70% етанол в апарат Soxhlett до отрицателна реакция за NaOH с фенолфталеин и за Cl – с разтвор на AgNO 3.
Както можете да видите, най-високата степен на заместване със същото количество CH 2 C1COOH се постига при използване на метод III - в среда на пропанол. Това очевидно се обяснява с намаляването на консумацията на CH 2 ClCOOH за реакцията на странично осапуняване.
Свойства на разтворите на метилцелулоза
Разтворимостта на ниско заместена метилцелулоза във вода при стайна температура и по-ниска и съставът на фракциите, които влизат в разтвора, зависят от нейната степен на заместване, хомогенност и степен на полимеризация.
В табл В таблица 1 са представени данни за определяне на разтворимостта на различни метилцелулозни препарати във вода. При анализа на данните в таблицата на първо място привлича вниманието следното обстоятелство: разтворимостта на метилцелулозата във вода е много ниска, дори при относително високо съдържание на метоксил (за метилцелулоза с висока степен на полимеризация). Метилцелулозите, които имат по-ниска степен на полимеризация, са по-разтворими.
Методът за производство на метилцелулоза е важен фактор, който определя границите на разтворимост на метилцелулозата в определен разтворител.
При производството на метилцелулоза в разтвор първоначалната кристална структура се разрушава и нова решетка не се изгражда веднага при регенериране от разтвор (при специални условия), така че продуктът се оказва аморфен и следователно по-лесно разтворим. От голямо значение е различната наличност на целулоза, поради което се получава смес от реакционни продукти, чиято степен на заместване е различна. Тази хетерогенност води до намаляване на количеството разтворимо вещество.
Много интересен ефект е ефектът на замръзване, който се изразява в значително увеличаване на разтворимостта.
Маса 1.
Разтворимост на метилцелулоза във вода
Номер на пробата |
Разтворимост, % от абсолютно суха проба |
Разтворимост, % от оригиналната проба |
Съдържание на OSSN3 в неразтворената част,% | Съдържание на OCH3 в разтворената част, % | |||
| Преди замразяване | Преди замразяване | След замразяване и размразяване | |||||
| 1 | 11,4 | 0,5 | 3,5 | - | 10,8 | - | 29,1 |
| 2 | 20,75 | 0 | 5,3 | - | 20,25 | - | 29,6 |
| 3 | 21,7 | 3,6 | 9,8 | 21,5 | 20,60 | 30,5 | 31,8 |
| 4 | 22,3 | 5,3 | 11,1 | 21,8 | 21,3 | 32,0 | 30,3 |
| 5 | 28,10 | 9,3 | 25,8 | 27,9 | 27,4 | 30,0 | 30,0 |
| 6 | 19,8 | 16,9 | 22,3 | 17,8 | 17,2 | 29,5 | 29,1 |
| 7 | 26,3 | 51,5 | 58,7 | 22,2 | 20,6 | 30,0 | 30,3 |
В табл Таблица 2 представя данни за разтворимостта на нискозаместена метилцелулоза в 6,5% NaOH. За разлика от разтварянето във вода, метилцелулозата вече при степен на заместване от около 5 се разтваря с 95% след замразяване в 6,5% разтвор на NaOH. При замразяване на ниско заместена метилцелулоза средната степен на нейната полимеризация (в случай на относително високомолекулни продукти DP = 1100-1200) намалява до приблизително 1000. Продукти, получени от предварително разградена целулоза (чрез окислително-алкално разрушаване) и имащи DP от около 400 след замразяване почти не променя молекулното си тегло.
Изследвани са разтвори на нискозаместена метилцелулоза с концентрация 1-2%. които могат да бъдат класифицирани като концентрирани разтвори. Трябва да се отбележи, че понятието "концентрирани" разтвори на високомолекулни вещества в смисъл на концентрация е условно и значително се различава от обичайното понятие за концентрирани разтвори.
таблица 2
Разтворимост на нискозаместена метилцелулоза в 6,5% разтвор на NaOH
| Номер на пробата | Степен на заместване | Съдържание на OCH3 в метилцелулоза, % | Разтворимост, % от оригиналната проба | |
| При 291 K | След замразяване и размразяване | |||
| 1 | 68,6 | 12,4 | 3,4 | 100,0 |
| 2 | 66,9 | 12,1 | 3,4 | 97,8 |
| 3 | 64,5 | 11,66 | 2,8 | 100,0 |
| 4 | 50,3 | 9,1 | 2,3 | 99,3 |
| 5 | 47,5 | 8,6 | Не е дефинирано | 98,0 |
| 6 | 30,4 | 5,5 | Не е дефинирано | 99,2 |
| 7 | 24,3 | 4,4 | 0,5 | 99,0 |
| 8 | 22,7 | 4,1 | Не е дефинирано | 98,5 |
| 9 | 16,6 | 3,0 | Не е дефинирано | 96,0 |
| 10 | 11,6 | 2,1 | Не е дефинирано | 95,3 |
| 11 | 9,4 | 1,7 | Не е дефинирано | 95,1 |
| 12 | 6,6 | 1,2 | Не е дефинирано | 48,0 |
| 13 | 1,3 | 0,25 | Не е дефинирано | 35,6 |
| 14 | 21,5 | 3,9 | 7,6 | 100,0 |
| 15 | 29,9 | 5,4 | 9,57 | 100,0 |
| 16 | 32,1 | 5,8 | 11,87 | 100,0 |
В химията на високомолекулните съединения концентрираните разтвори са тези, в които има взаимодействие между отделни частици на диспергирано вещество. В резултат на това взаимодействие разтворите на високомолекулни вещества показват редица отклонения от закономерностите, характерни за нормалните течности. Тези отклонения вече се срещат в относително разредени 0,3-0,5% разтвори.
Изследваните разтвори на нискозаместена метилцелулоза имат концентрация, значително по-висока от посочените стойности и доста висока степен на полимеризация на верижните молекули, така че те могат да бъдат класифицирани като концентрирани разтвори.
По правило концентрираните разтвори на целулозни етери са доста стабилни във времето. Тази или онази промяна във вискозитета на такива разтвори във времето се определя от влиянието на редица фактори, а именно: промяна в степента на естерификация на разтворения продукт, промяна в степента на солватация и възможността за образуване на триизмерни структури.
Ще разгледаме по-подробно свойствата на водоразтворимата метилцелулоза.
Свойства на водоразтворимата метилцелулоза
С увеличаване на степента на метилиране до γ = 50, хигроскопичността на получения естер се увеличава. Това се обяснява с факта, че в целулозните макромолекули има взаимно насищане на повечето хидроксилни групи с образуването на водородни връзки.
Когато се достигне по-висока степен на заместване в района на 26,5-32,5% от съдържанието на метоксилни групи, метилцелулозата се разтваря във вода. При по-нататъшно увеличаване на метоксилните групи до 38% и повече, той губи своята разтворимост във вода (при стайна температура и по-висока). Силно метилираните продукти също са разтворими в органични разтворители.
Водните разтвори на метилцелулоза (γ = 160-200), както в случая на ниско заместени метилцелулози, не са стабилни.
Когато разтворите се нагряват, разтворимостта се влошава, докато полимерът се утаи. Горната граница на температурна стабилност на разтвора е 313-333 K за такъв продукт (в зависимост от DP и концентрацията). Това явление се обяснява с образуването на "хидроксониево съединение" на алкокси групата с вода, което се разрушава при повишаване на температурата, което води до утаяване на полимера.
Показана е възможността за прехвърляне на три-заместена метилцелулоза в разтвор (воден) (триметилцелулозата преди това се утаява повторно с петролев етер от разтвор в хлороформ). Горната граница на температурна стабилност на разтвор на триметилцелулоза във вода при концентрация от около 2% е 288 К. Такива разтвори имат добри филмообразуващи свойства. Филмите, образувани в ексикатор над P 2 0 5 при ниска температура, имат якост на опън (5-7). 10 7 N/m 2.
Фактът, че триметилцелулозата може да се разтвори във вода, директно показва способността на OCH3 групите да се хидратират. Загубата на триметилцелулоза от разтвора с леко повишаване на температурата показва много ниска
силата на тези връзки. С увеличаване на дела на хидроксилните групи в етера, т.е. с намаляване на γ до 160, горната граница на температурната стабилност на разтвора се увеличава до 313-333 K. Тези заключения бяха потвърдени от изследванията на хомолога на метилцелулоза - етилцелулоза. Силно заместената етилцелулоза (γ=200) се държи подобно на триметилцелулозата по отношение на разтворимостта във вода. При нормални условия се разтваря във вода съвсем слабо - с 9%.
Повторно утаеният EC е практически неразтворим при стайна температура, но при 273 K разтворимостта му във вода е 50-60%. По този начин се извършва фракциониране на "силно заместен" EC, в резултат на което се получават следните фракции: повторно утаена, разтворима и неразтворима във вода. За да се характеризира частта от EC, разтворена във вода и да се обяснят причините за преминаването само на част от веществото във воден разтвор, всички фракции се характеризират със съдържанието на OC 2 H 5 групи, със стойността на вътрешния вискозитет, като както и чрез методите на IR спектроскопия. Резултатите са показани в табл. 3.
Таблица 3
Характеристики на етилцелулозните фракции
Водни разтвори на EC с γ = 220 могат да се получат при концентрация не повече от 1,4 %. Разтвори с концентрация не по-висока от 0,8 % са прозрачни и стабилни във времето при ниски температури. Мътността на 0,82% разтвор започва да нараства екстремно при температури над 279 K. В случай на по-концентриран разтвор, рязко увеличение на мътността настъпва при по-ниска температура.
По този начин EC се характеризира със същия модел като MC: с увеличаване на степента на заместване границата на температурна стабилност на разтвора намалява (както е известно, обикновеният водоразтворим EC с γ = 100, подобно на MC, коагулира, когато загрята до 323-333 К). Следователно е най-вероятно да се приеме, че -OS 2 H 5 групите участват във взаимодействието на EC с водата.
Във водни разтвори метилцелулозата проявява свойствата на нейонни високомолекулни вещества. Вътрешният вискозитет в тези разтвори е свързан с молекулното тегло чрез съотношението Kuhn-Mark:
За да определи промяната във вътрешния вискозитет в зависимост от молекулното тегло и да определи константите на това уравнение, Винк извърши разрушаването на метилцелулозата чрез киселинна хидролиза.
Метилцелулозата се пречиства предварително чрез утаяване от водно-етанолов разтвор с етер. Степента на заместване на оригиналната целулоза е 1,74, а степента на полимеризация е 2000.
Въз основа на измервания на абсолютни стойности на молекулно тегло с помощта на осмометрия и определяне на крайните групи е установена зависимостта на вътрешния вискозитет на получените метилцелулозни фракции от нейното молекулно тегло (или степента на полимеризация Py):
Vincom установи, че характерният вискозитет на метилцелулозата не зависи от наличието на чужд електролит - киселина - в разтвора.
Трябва да се отбележи, че други автори (които определят абсолютните молекулни тегла, използвайки седиментация в ултрацентрофуга и разсейване на светлината) са получили малко по-различни стойности за експонента "а" в уравнението на Kuhn-Mark за метилцелулоза. Така в работата а = 0,63 и в а = 0,55.. Самите автори обясняват тези несъответствия с високата способност на метилцелулозата да агрегира във водни разтвори.
Свойства на разтвори на карбоксиметилцелулоза
Данните за разтворимостта на различни карбоксиметилцелулозни препарати показват, че нискозаместените CMC след замразяване се разтварят почти напълно дори при ниска стойност на γ (около 2).
По този начин ефектът от много малко заместване и ниски температури върху разтворимостта на тези целулозни производни е напълно потвърден.
Разтворимостта на ниско заместените карбоксиметилцелулози в основа и ефективността на натриевия монохлороацетат могат да бъдат увеличени чрез сухо смилане на целулозата преди реакцията. Разтворимостта на нискозаместени карбоксиметилцелулозни препарати може също да се увеличи чрез намаляване на степента на полимеризация чрез окислително разрушаване в алкална среда. В този случай, след края на реакцията, която се провежда в продължение на 4 часа при 313 K, CMC се изстисква до 2,6-2,8 пъти масата си, раздробява се и се подлага на "узряване", т.е. окислително-алкално разрушаване. След известно време на „узряване“ Na-CMC се промива с вода до неутрална реакция и се изсушава. По този начин може да се получи Na-CMC, който има пълна разтворимост в алкали при γ = 10-12 и дава 6-8% разтвори.
Изследвана е стабилността на разтвори на нискозаместена карбоксиметилцелулоза при разреждане.
Разтворите на CMC, приготвени чрез замразяване в 4 и 6% сода каустик, се разреждат няколко пъти с дестилирана вода, след което се отбелязва минималната алкална концентрация, съответстваща на появата на мътност или освобождаването на утайка. Данните от тези експерименти показват, че разтворите на ниско заместена Na-карбоксиметилцелулоза се държат доста стабилни дори когато се разреждат до много ниска алкална концентрация, до 0,5%. Това обстоятелство е много важно при приготвянето на разтвори на Na-сол на карбоксиметилцелулоза за практически цели, например за довършителни тъкани.
Работата изследва ефекта на температурата върху вискозитета на водни разтвори на Na-CMC, както и метилцелулоза, хидроксиетилцелулоза и метилкарбоксиметилцелулоза.
Връзките температура-вискозитет за водни разтвори на целулозни етери са от голямо практическо значение, тъй като тяхното използване в много случаи зависи от това.
Savage получи линейна зависимост на вискозитета от температурата за Na-CMC разтвори в полулогаритмична координатна скала. Зависимостта на вискозитета от температурата по време на обратното охлаждане на такива разтвори се изразява с права линия, разположена малко по-ниско от първата. Тези експерименти потвърждават хистерезичния характер на промените във вискозитета на Na-CMC разтвори под въздействието на температурата.
Намаляването на вискозитета очевидно е следствие от много ниската скорост на релаксация в такива високомолекулни системи като воден разтвор на Na-CMC. Времето, необходимо за установяване на равновесие в тях, може да бъде много дълго, така че през измерения период от време системата няма време да се върне в първоначалното си състояние. Не може да се изключи възможността за известно разграждане на молекулите при нагряване, което, разбира се, трябва да доведе до необратими промени във вискозитета.
Съвременните представи за разтвори на целулозни производни в различни разтворители се основават на факта, че тези вещества образуват истински разтвори, в които макромолекулите са кинетично свободни. Това обаче не изключва факта, че ако промишленият продукт от естерификацията на целулозата е изключително хетерогенен по степен на естерификация, тогава отделните му фракции ще бъдат слабо разтворими. В резултат на това разтворът, заедно с по-голямата част от молекулярно диспергираната субстанция, може също да съдържа остатъци от структурата на оригиналната целулоза.
Концентрираните разтвори на карбоксиметилцелулоза, подобно на разтворите на много други високомолекулни съединения, не са нютонови течности.
Разтворите на Na-CMC имат значителна аномалия на вискозитета. Характерна особеност на реалните му разтвори е и наличието на различни немолекулни диспергирани частици и агрегати от макромолекули, особено в присъствието на многовалентни катиони. Следователно както при вискозиметрични, така и при осмометрични измервания на степента на полимеризация (DP) е необходимо да се вземат предвид тези характеристики и действителният състав на разтвора и преди такива измервания да се отделят фракциите, които пречат на получаването на правилни резултати.
При изследване на водни разтвори на Na-CMC с концентрация от 0,0025 до 0,1 g/l, работата е получила данни, показващи значителна полярност на неговите молекули. Горните данни характеризират карбоксиметилцелулозата като вещество, което има редица свойства, присъщи на много полиелектролити. Наличието на голям електрически въртящ момент, изглежда, трябва да определи в редица случаи възможността за проява на електростатична адсорбция. Въпреки това, ако вземем предвид агрегацията на CMC молекули с увеличаване на концентрацията му в разтвора и скрининга на неговите заряди, трябва да се отбележи, че електростатичната адсорбция може да се прояви главно в разредени разтвори.
Свойства на метилцелулоза (филми), регенерирани от разтвори
Разтворена във вода и във водно-алкални разтвори, метилцелулозата с различна степен на заместване може да се регенерира от тях под формата на филми. Производството на филми от нискозаместена метилцелулоза, разтворима в основи, се извършва по "мокър" метод - чрез коагулация в специално подбрани утаителни вани. Задоволителни резултати бяха получени с утаителни вани, състоящи се от разтвор на амониев сулфат (NH 4) 2 SO 4 (100 g/l).
Ефектът от ваната за утаяване с амониев сулфат може да се изрази, както следва:
2NaOH + (NH 4) 2 SO 4 =Na 2 SO 4 + 2NH 3 + 2H 2 0.
Поради промяна в състава на разтворителя и частична дехидратация на разтворената метилцелулоза, нейните вериги се сближават и претърпяват встъкляване, т.е. образуването на силно набъбнал филм.
Когато се образува филм върху твърда подложка, поради известно напрежение (в резултат на адхезионни сили), в него се появява равнинно ориентирана структура. В същото време, в прясно образуван филм, поради силното му набъбване, е възможна известна подвижност на веригите поради термично движение. Всичко това води до процеси на релаксация, т.е. връщане на структурата на филма в най-стабилното положение, съответстващо на изотропното състояние. Поради горните обстоятелства, когато върху стъкло се образува метилцелулозен филм от неговия алкален разтвор, размерите на филма намаляват по равнината и се увеличава дебелината му.
По отношение на механична якост, алкалноразтворимите филми са близки до конвенционалните пластифицирани целофанови филми, тъй като имат
якост на опън в надлъжна посока (6,8-8,8). 10 7 N/m 2, удължение при скъсване около 20%.
Данни за хигроскопичност и водопоглъщане на филми от ниско заместена метилцелулоза, представени в табл. 4 показват това
Таблица 4
Хигроскопичност и водопоглъщане на метилцелулозни филми
хигроскопичността и водопоглъщането на метилцелулозните филми достигат големи стойности, които до голяма степен зависят от степента на естерификация на оригиналната метилцелулоза; Увеличаването на съдържанието на OCH3 групи в изходния продукт води до повишаване на хигроскопичността и свойствата на набъбване на метилцелулозните филми във вода.
В работата е изследвана структурата на регенерираната метилцелулоза и нейната връзка с физичните и механичните свойства на филмите. За целите на сравнението бяха изследвани филми от метилцелулоза с ниско заместване и метилцелулоза с високо заместване. Филми от една и съща метилцелулоза с високо заместване бяха получени от толкова драматично различни разтвори като вода и органични разтворители. Това сравнение е от особен интерес, тъй като ни позволява да направим заключение за структурата на метилцелулозната решетка по време на регенерация от разтвор, в зависимост не само от степента на заместване, но и от разтворителя. За целта е получена метилцелулоза с висока степен на заместване (близо до 3), способна да се разтваря както във вода, така и в органичния разтворител хлороформ. Филми от водни разтвори и разтвори в хлороформ се получават чрез отливане върху стъкло и изпаряване на разтворителя.
Филмите от воден разтвор на метилцелулоза (γ = 180), получени чрез бавно изпаряване на разтворителя при стайна температура, имат аморфна структура. Въпреки това, с такава висока степен на заместване при определени условия, възможността за подреждане на структурата на метилцелулозата в готовите филми е доста вероятна. Такива условия се оказаха нагряване на филмите в среда, която причинява подуване. По този начин вече варенето на филма във вода (метилцелулозата е неразтворима в гореща вода) в продължение на 30 минути предизвиква забележимо увеличение на поръчката. Нагряването на филма в глицерол при температура от 473 K причинява още по-голямо подреждане.
От особен интерес е образуването на филми от водни разтвори на метилцелулоза при повишени температури. Когато филмът се вари във вода, освен че се подрежда, структурата се уплътнява и се унищожават различни вътрешни дефекти, което очевидно обяснява увеличението
сила на филма.
Образуването на филми при 343 K води до значително повишаване на еластичността, което може да се обясни с по-нагъната конфигурация на макромолекулите, тъй като горещата вода не е разтворител за метилцелулоза.
Преминавайки към разглеждане на структурата на триметилцелулозните филми, трябва да отбележим една интересна характеристика на този етер. Триметилцелулозата може да се разтваря не само в органични разтворители, но и в студена вода (T = 273 K). Структурата на триметилцелулозните филми като стереоправилен полимер се характеризира с висока кристалност. Водата е v-разтворител за триметилцелулоза, така че филмите, образувани от воден разтвор, са по-малко кристални.
Електронно-микроскопското изследване на повърхността на MC филми и повърхността на чипове, получени в резултат на счупване на филма по оста на изтегляне при температура на течен азот, позволи да се установят по-малки детайли на структурата на филма. При коефициенти на изтегляне λ≤2,0, повърхността на ориентираните филми остава доста гладка и равна. Фибриларната структура, видима в оптичен микроскоп, не се открива чрез електронна микроскопия. При λ≈2.2-2.5 върху повърхността на филмите се появява релеф, образуван от доста правилни и разширени бразди с ширина 0.2-0.4 µm, насочени перпендикулярно на оста на чертежа. При сканиране перпендикулярно на оста на капака (фиг. 1) се виждат напречни гънки с ширина 0,3-0,5 µm, а в някои области се откриват разслоения под формата на микропукнатини с ширина 0,1-0,2 µm и дължина 1,0-1,5 µm, насочен успоредно на оста на капака. При сканиране, успоредно на оста на разтягане, в допълнение към нагънатата структура стават видими неравности с преобладаваща ориентация по оста на разтягане. Изследването на отрязаната повърхност разкрива наличието на пореста структура; размерът на порите варира от 0,1 до 1,0 µm.
Свойства на регенериран от алкален разтвор Na -KMC (във формата филми)
Поради възможността за получаване на вискозни разтвори на нискозаместена карбоксиметилцелулоза с достатъчно висока степен на полимеризация бяха получени филми и бяха изследвани техните свойства.
Образуването на филм се извършва съгласно техниката, използвана за метилцелулозни разтвори. В табл Фигура 5 показва данни за механичната якост на филмите. Филмите, направени от ниско заместена карбоксиметилцелулоза, имат добра механична якост, но ниска еластичност; Удължението при скъсване на тези филми е само 5-6%.
Таблица 5
Якост на опън на нискозаместени карбоксиметилцелулозни филми
| Номер на пробата | Степен на заместване γ | Концентрация на разтвора, % | Якост на опън σ. 10 -7 , |
Напрежение при почивка % |
| 1 | 5,0 | 2,0 | 9,0 | 5,3 |
| 2 | 10,4 | 2,0 | 9,3 | 6,0 |
| 3 | 9,8 | 2,0 | 7,9 | 5,0 |
| 4 | 9;8 | 4,0 | 11,8 | 6,0 |
| 5 | 9,2 | 2,0 | 8,3 | 5,0 |
| 6 | 9,2 | 4,0 | 11,3_ | - |
Данните за хигроскопичността и водопоглъщането на филми, направени от ниско заместена карбоксиметилцелулоза, са представени в таблица 6. Хигроскопичността се определя чрез задържане на филмите в атмосфера с относителна влажност 80%; абсорбцията на вода се измерва чрез накисване на филмите в дестилирана вода в продължение на два дни при 293 K.
Таблица 6
Хигроскопичност и водопоглъщане на филми, направени от ниско заместени
карбоксиметилцелулоза
Както се вижда от табл. 6, хигроскопичността и водопоглъщането на ниско заместени карбоксиметилцелулозни филми нарастват бързо, тъй като
повишаване на степента на заместване на продукта. Влиянието на степента на заместване върху водопоглъщането на филмите е особено забележимо.
Ефектът от увеличаване на хидрофилните свойства на целулозата с въвеждането на малко количество обемисти радикали в нея се обяснява, както вече беше споменато, с факта, че в началния етап на естерификация има преразпределение на силата на водородните връзки в напречна структура на влакното, характеризираща се с натрупване на по-слаби връзки.
Приложения на метилцелулоза
Най-голямо значение получиха силно заместените водоразтворими метилцелулозни препарати (γ = 150-200). Тези продукти имат комплекс от ценни технически свойства и се произвеждат индустриално под формата на малки гранули или бял или леко жълтеникав прах. Те са практически без мирис и вкус. При температура от 433 K те се оцветяват и се разлагат. Водните разтвори на метилцелулозата дават неутрална реакция.
В повечето случаи метилцелулозата се използва за сгъстяване на водната среда. Ефективността на сгъстяването зависи от вискозитета (т.е. степента на полимеризация). Метилцелулозата позволява неразтворимите във вода вещества да бъдат превърнати в стабилно фино диспергирано състояние във водна среда, тъй като образува хидрофилни мономолекулни защитни слоеве около отделните частици.
Ценни свойства на метилцелулозата са нейният силен свързващ ефект за пигменти, висока адхезия на сухо и способност да образува филми. Тези интересни свойства се използват при приготвянето на бои и лепила на водна основа. Метилцелулозите с нисък вискозитет са особено подходящи за тази цел, тъй като могат да се прилагат върху голямо разнообразие от субстрати.
В текстилната промишленост метилцелулозата се използва като оразмеряващ агент за вълнени основи и за меко довършване на тъкани за постигане на елегантно усещане и гланц.
Метилцелулозата се използва успешно в производството на сапун. Във фармацевтичната практика се използва като обезмаслена основа за така наречените мукозни и маслено-водни емулсионни мазила, които служат за защита на кожата от леки изгаряния и за лечение на рани. В допълнение, метилцелулозата служи като независимо лекарство.
В козметиката водоразтворимите целулозни етери се използват за производството на пасти за зъби и еликсири, защитни емулсии и нискомаслени кремове за кожа.
Във всички видове емулсии метилцелулозата се използва като емулгатори и стабилизатори за растителни масла.
Също така се използва широко в хранително-вкусовата промишленост.
Така при производството на сладолед използването му осигурява необходимата пухкавост, устойчивост и вкус. Метилцелулозата се използва в ароматни емулсии, сосове, плодови сокове, консерви и др.
Интересно приложение в хранително-вкусовата промишленост е способността на метилцелулозните разтвори да се желатинизират при нагряване. Например, добавянето на метилцелулоза към пълнежи за плодови пайове или пълнежи за сладки конфитюри предотвратява изтичането на тези компоненти по време на печене, което значително подобрява външния вид и запазва вкуса на продуктите.
Във фабриките за моливи метилцелулозата се използва вместо гума трагакант за оцветяване и копиране, за пастели, училищни пастели и бои и др.
По този начин приложенията на водоразтворимата метилцелулоза, макар и по-малки по мащаб от CMC, са изключително разнообразни.
Що се отнася до ниско заместената (разтворима в алкали) метилцелулоза, тя все още не е получила значително приложение.
Приложения на карбоксиметилцелулоза
Филмите, състоящи се от 100% H-CMC, са разтворими само от pH=11. Филмите със специфичния състав могат да се използват в случаите, когато е желателно да се ограничи тяхната разтворимост в рамките на малки рН диапазони, например във фармацевтични покрития. Такава обвивка не трябва да се разтваря, например, в леко киселата среда на стомашния сок, но се разтваря добре в леко алкалната среда на червата.
Натриевата сол на карбоксиметилцелулозата със степен на заместване от 0,5 до 1 -1,2 се произвежда от промишлеността в големи количества, тъй като се използва широко в петролните, текстилните, хранителните, фармацевтичните технологии, в производството на детергенти и др. Като стабилизатор, сгъстител, адхезив, филмообразуващ агент и др. Тази сол е силно разтворима във вода.
Редица изследвания, проведени за тестване на Na-CMC като добавка към детергентите, показват, че този продукт значително подобрява техните почистващи свойства.
Литература
1.Прокофиева М.В., Родионов Н.А., Козлов М.П.//Химия и технология
целулозни производни. Владимир, 1968.С. 118.
2. Несмеянов А.Н., Несмеянов Н.А. Началото на органичната химия. М., 1969.Т.1.
663s.
3. Плиско E.A.//ZHOKH.1958. T. 28, No. 12. S, 3214.
4. Плиско E.A.//ZHOKH.1961. Т. 31, № 2. С. 474
5. Heuser E. Химията на целулозата. Ню Йорк, 1944 г. 660 с.
6. Глузман М.X., Левицкая И.Б. //ZHPH. 1960. Т. 33, N 5. С. 1172
7. Петропавловски Г.А., Василиева Г.Г., Волкова Л.А. // Cell. Chem.
техн. 1967. Том. 1, N2. стр. 211.
8. Никитин Н.И., Петропавловски Г.А. //ZHPH. 1956. Т. 29. С. 1540
9. Петропавловски Г.А., Никитин Н.И. //Tr. Институт по горите на Академията на науките на СССР. 1958. Т.45.
стр. 140.
10. Василиева Г.Г. Свойства на алкалноразтворимата карбоксиметилцелулоза и
Възможност за използването му в хартиената промишленост: Дис. Доцент доктор.
техн. Sci. Л. 1960 г.
11. ВинкХ. //Macromoleculare Chemie. 1966. Бд. 94. С. 1.
12. Vole K., Meyerhoff G. // Macromoleculare Chemie. 1961. Бд. 47. С. 168.
13. NeelyW.B.//J. Орган. Chem. 1961. Vol. 26. С. 3015.
14. Savage A.B. //Инд. инж. Chem. 1957. Том. 49. С. 99.
15. Allgen L. //J. Polymer Sci. 1954. Том. 14, N 75.P. 281.
16. Podgorodetsky E.K. Технология за производство на филми от
високомолекулни съединения. М: Изкуство, 1953. 77 с.
Въведениестр. 2
Получаване на метилцелулоза страница 2
Получаване на карбоксиметилцелулоза страница 4
Свойства на разтворите на метилцелулоза Стр. 6
Свойства на водоразтворимата метилцелулоза. 8
Свойства на разтворите на карбоксиметилцелулоза Стр. единадесет
Свойства на метилцелулозата, регенерирана от разтвори
(филми)стр. 12
Свойства на Na-CMC, регенериран от алкален разтвор
(под формата на филми) p. 15
Приложение на метилцелулоза 16
Приложение на карбоксиметилцелулоза. 18
В продължение на много години тапетите са един от най-разпространените материали за интериорна декорация. И най-популярното средство за инсталирането им остава CMC лепилото. Той не само здраво и трайно прикрепя платното към повърхността на стената, но също така има едно важно качество: разрежда се във вода с почти всякаква температура, което не е характерно за други подобни композиции. Трябва да се отбележи, че в този случай в адхезивната течност не се образуват бучки, съсиреци и утайка. Това е предопределено от неговите технически, експлоатационни характеристики и особености на химичната структура.
Съединение
Името на лепилото идва от неговия химичен състав. Основата е вещество, наречено карбоксиметилцелулоза. С цел улесняване на произношението и съкращаване на името, производителите създадоха съкращение от първите букви на всеки от трите компонента на думата - KMC. Външно лепилото е бял прах, чиито частици са малки гранули.
Напоследък лепилото за тапети CMC с помощни антисептични свойства придоби популярност. Специални добавки го даряват с това свойство. Сега адхезивният слой активно предотвратява образуването и развитието на мухъл.
И така, дойде време да разгледаме по-подробно всички технически характеристики на адхезивния състав на CMC:
- количеството сухо вещество в структурата е от 57%;
- общият обем на сухото вещество съдържа най-малко 69% от активния елемент;
- съдържанието на натриев хлорид в сухо вещество е 21%;
- влажност на продукта - 12%;
- периодът на пълно набъбване на частиците до образуването на хомогенна смес е не повече от два часа;
- работните свойства на готовия разтвор се запазват в продължение на 7 дни.
Важно е съставът на лепилото за тапети CMC да включва специални добавки, които му придават инсектицидни свойства и също така го предпазват от гниене. Въпреки това, лепилото е абсолютно безвредно за нашето здраве, тъй като неговите компоненти са нетоксични.
Често се добавя към сместа за полагане на плочки, както и към циментовите и варовити шпакловки, което значително повишава техните адхезионни качества и здравина.
Видове, как да изберем
Цветът на продукта е важна характеристика; трябва да обърнете внимание на него, когато избирате продукт в магазина. Лепилото на прах, произведено в съответствие със стандартите GOST, е чисто бяло. Този продукт се характеризира с отлично качество, когато се комбинира с вода, образува хомогенна смес без утайка и бучки.
Жълтият нюанс не е приемлив. Обикновено казва, че лепилото е направено по домашен начин от безскрупулни производители. Продукт като този има същото качество. Обикновено те не отговарят на стандартите за работа с лепило, така че резултатът може да бъде много разочароващ. Например, след изсъхване върху хартиените тапети ще се появят неприятни жълти петна, които вече не могат да бъдат премахнати и ще трябва да повторите цялата работа по залепването на тапета.
съвет! Въпреки големия избор на това лепило в строителните магазини, не забравяйте внимателно да проучите продукта, преди да закупите. Обърнете специално внимание на цвета му.
Ако подходим към описанието на CMC лепилото от гледна точка на предназначението му, то се разделя на три основни групи:
- за монтаж на леки тънки тапети;
- за тапет със средно тегло;
- за дебели, тежки тапети.
Дебелината и лепкавостта на сместа и в резултат на това способността за здраво закрепване на тежки мрежи зависи пряко от количеството на основното вещество в праха - карбоксиметилцелулоза. Ако има много от него, тогава разтворът е по-вискозен и дори тежките винилови тапети ще се държат здраво на стената.
Предимства и основни производители на CMC
В допълнение към вече споменатите предимства (универсалност, изключителна простота при разреждане на праха, надеждност, защита срещу микроби и мухъл), лепилото за тапети CMC има следните предимства:
- появата на петна и петна по повърхността на тапета е изключена;
- отблъскващата миризма напълно отсъства;
- лепилото е много лесно за приготвяне и използване;
- продуктът се комбинира успешно с други химични съединения.
Продукти от този вид, както местни, така и чуждестранни, са широко представени на пазара на строителни материали. Руското CMC лепило има отличителни черти, като достъпна цена и задоволителни характеристики. В същото време обикновено набъбва за 2 часа, което е приемливо от гледна точка на стандарта GOST.
Цената на продуктите, произведени в чужбина, е много по-висока. В същото време разтворът се приготвя по-бързо след 15 минути след разреждане, вече може да се използва за тапетиране.
Несъмнено един от най-популярните производители на лепило за тапети KMC в Русия е Vympel Trade Center LLC, работещ в района на Москва. Всички продукти са снабдени с необходимите сертификати.
Характеристики на използването на CMC лепило
Нека да разгледаме какво трябва да знаете за приготвянето на лепилната смес. Вече е потвърдено от опита, че в тази процедура няма нищо сложно и всеки може да извърши всички действия със собствените си ръце.
- На първо място, трябва да подготвите емайлиран контейнер: кофа, леген или нещо подобно. Вземете пакетираното лепило и погледнете върху опаковката за инструкции за приготвяне.
- Всяка опаковка съдържа специална информация за количеството сухо лепило и вода, които трябва да се вземат за правилното приготвяне на лепилния разтвор. Обикновено при работа с тънки тапети се вземат 8 литра вода на 500 g прах. За да залепите дебели платна на същото количество сухо лепило, трябва да вземете 7 литра вода.
- Водата трябва да е със стайна температура.
- След като разгледаме съотношението, съдържащо се в инструкциите, започваме постепенно да изсипваме лепилния прах във водата, като непрекъснато разбъркваме интензивно течността.
- Оставете разтвора сам за времето, посочено в инструкциите, изчакайте, докато е напълно готов.
съвет! Информацията за консумацията на готовия лепилен състав е посочена от производителя в съответната листовка върху опаковката.
По правило опаковка с тегло 500 g е достатъчна, за да покрие площ от около 50 квадратни метра.
Както казахме по-рано, трябва да изберете типа CMC лепило с такива технически характеристики, които са оптимално подходящи за вида тапет, който планирате да залепите.
Къде другаде се използва CMC лепило?
В допълнение към извършването на ремонтни работи в домове, тази композиция е подходяща за довършване на офиси, промишлени помещения, както и за производствени цели:
- леярна;
- строителство, производство на довършителни и строителни материали;
- химическа индустрия;
- минна индустрия.
Популярността на лепилото за тапети KMC не намалява от година на година; знаейки спецификата на работа с него, вие сте предварително защитени от възможни грешки и недостатъци при извършване на ремонт в апартамент.
Натриевата карбоксиметил целулоза (CMC) е най-универсалният химичен реагент от групата на водоразтворимите колоиди. CMC е натриева сол на целулоза-гликолова киселина, получена чрез взаимодействие на алкална целулоза с натриев монохлороацетат.
Готовият CMC е финозърнест, влакнест или прахообразен материал, който е бял или кремав на цвят. NaCMC технически няма токсичен или дразнещ ефект.
CMC има следните свойства:
Задържане на вода
Увеличаване на вискозитета
Може да се използва като свързващо средство
Модификация на реологичните свойства
Суспендиране и стабилизиране на дисперсионни разтвори
Повърхностна абсорбционна способност на минерали и други частици
Области на употреба:
Като изкуствен заместител на естествените водоразтворими колоиди (напр. нишесте), NaCMC се използва в много индустрии. Това разпространение се дължи на почти уникалното му свойство да образува вискозни хомогенни разтвори както в студена, така и в гореща водна среда.
Най-големи количества CMC се консумират в следните дейности:
- Производство на синтетични перилни препарати
Малко добавяне на CMC към праха за пране или пастата за пране предотвратява връщането на частици мръсотия върху повърхността на тъканта по време на пране, осигурявайки висока степен на чистота (увеличава резорбционните свойства).
- Петролна и газова индустрия
В тази индустрия CMC се използва като защитен колоиден стабилизатор в силно минерализирани глинести суспензии по време на сондиране.
- Минна и преработваща промишленост
CMC се използва във флотационното концентриране на медно-никелови и силвинитни руди.
- Текстилна индустрия
С помощта на CMC се оразмерява основата на плата. Нишките, обработени с CMC разтвор, са по-малко склонни към счупване по време на процеса на тъкане, което от своя страна намалява броя на спиранията, повишавайки ефективността на производството на тъкане.
- Строителна индустрия
CMC се използва като лепилен материал при производството на различни лепилни разтвори, шпакловки и при производството на варовикови тухли като суспендиращ и свързващ агент.
- Бояджийска индустрия
CMC се използва като сгъстител
- В хартиената индустрия
В тази област CMC се използва като лепилна основа за пасти за тапети, при производството на покрития върху хартия и като добавка към хартиената маса за увеличаване на здравината на хартията.
- В леярна
CMC се използва като закопчалка на пръта.
- За биологични изследвания
CMC се използва в своята свободна киселинна форма като йонообменник на сорбитол.