कार्बोक्सिमिथाइल सेलुलोज़ के गुण और अनुप्रयोग

1. कार्बोक्सिमिथाइल सेलुलोज़ का संक्षिप्त परिचय

अंग्रेजी नाम: कार्बोक्सिल मिथाइल सेलुलोज

संक्षेपण: सीएमसी

आणविक सूत्र परिवर्तनशील है: [C6H7O2(OH)2CH2COONa]n

स्वरूप: सफेद या हल्के पीले रंग का रेशेदार दानेदार पाउडर।

जल में घुलनशीलता: जल में आसानी से घुलनशील, पारदर्शी चिपचिपा कोलाइड बनाता है, तथा विलयन उदासीन या थोड़ा क्षारीय होता है।

विशेषताएं: सतह सक्रिय कोलाइड का उच्च आणविक यौगिक, गंधहीन, स्वादहीन और गैर विषैला।

प्राकृतिक सेलुलोज प्रकृति में व्यापक रूप से वितरित है और सबसे प्रचुर मात्रा में पॉलीसैकराइड है। लेकिन उत्पादन में, सेलुलोज आमतौर पर सोडियम कार्बोक्सिमिथाइल सेलुलोज के रूप में मौजूद होता है, इसलिए पूरा नाम सोडियम कार्बोक्सिमिथाइल सेलुलोज या सीएमसी-ना होना चाहिए। उद्योग, निर्माण, चिकित्सा, भोजन, कपड़ा, चीनी मिट्टी की चीज़ें और अन्य क्षेत्रों में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।

2. कार्बोक्सिमिथाइल सेलुलोस प्रौद्योगिकी

सेल्यूलोज़ के संशोधन प्रौद्योगिकी में शामिल हैं: ईथरीकरण और एस्टरीकरण।

कार्बोक्सिमिथाइल सेलुलोज का रूपांतरण: ईथरीकरण प्रौद्योगिकी में कार्बोक्सिमिथाइलेशन अभिक्रिया, सेलुलोज को कार्बोक्सिमिथाइलेटेड करके कार्बोक्सिमिथाइल सेलुलोज प्राप्त किया जाता है, जिसे सीएमसी कहा जाता है।

कार्बोक्सिमिथाइल सेलुलोस जलीय घोल के कार्य: गाढ़ा करना, फिल्म बनाना, बंधन, जल प्रतिधारण, कोलाइड संरक्षण, पायसीकरण और निलंबन।

3. कार्बोक्सिमिथाइल सेलुलोज़ की रासायनिक प्रतिक्रिया

सेल्यूलोज़ क्षारीकरण प्रतिक्रिया:

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

क्षार सेलुलोज़ के बाद मोनोक्लोरोएसिटिक एसिड की ईथरीकरण प्रतिक्रिया:

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

इसलिए: कार्बोक्सिमिथाइल सेलुलोज़ बनाने का रासायनिक सूत्र है: सेल-O-CH2-COONa NaCMC

सोडियम कार्बोक्सिमिथाइल सेलुलोज़(NaCMC या संक्षेप में CMC) एक जल में घुलनशील सेल्यूलोज ईथर है, जो सबसे अधिक प्रयुक्त जलीय विलयन निर्माणों की श्यानता को कुछ cP से लेकर कई हजार cP तक परिवर्तित कर सकता है।

4. कार्बोक्सिमिथाइल सेलुलोज़ की उत्पाद विशेषताएँ

1. सीएमसी जलीय घोल का भंडारण: यह कम तापमान या सूरज की रोशनी में स्थिर रहता है, लेकिन तापमान में परिवर्तन के कारण घोल की अम्लता और क्षारीयता बदल जाएगी। पराबैंगनी किरणों या सूक्ष्मजीवों के प्रभाव में, घोल की चिपचिपाहट कम हो जाएगी या दूषित भी हो जाएगी। यदि दीर्घकालिक भंडारण की आवश्यकता है, तो एक उपयुक्त परिरक्षक जोड़ा जाना चाहिए।

2. सीएमसी जलीय घोल की तैयारी विधि: पहले कणों को समान रूप से गीला करें, जिससे विघटन दर में काफी वृद्धि हो सकती है।

3. सीएमसी हाइग्रोस्कोपिक है और भंडारण के दौरान इसे नमी से बचाया जाना चाहिए।

4. जस्ता, तांबा, सीसा, एल्युमीनियम, चांदी, लोहा, टिन और क्रोमियम जैसे भारी धातु लवण सीएमसी के अवक्षेपण का कारण बन सकते हैं।

5. PH2.5 से नीचे जलीय घोल में अवक्षेपण होता है, जिसे क्षार मिलाकर उदासीनीकरण के बाद पुनः प्राप्त किया जा सकता है।

6. यद्यपि कैल्शियम, मैग्नीशियम और टेबल नमक जैसे लवणों का CMC पर अवक्षेपण प्रभाव नहीं होता है, फिर भी वे घोल की श्यानता को कम कर देते हैं।

7. सीएमसी अन्य जल में घुलनशील गोंद, सॉफ़्नर और रेजिन के साथ संगत है।

8. विभिन्न प्रसंस्करण के कारण, सीएमसी की उपस्थिति ठीक पाउडर, मोटे अनाज या रेशेदार हो सकती है, जिसका भौतिक और रासायनिक गुणों से कोई लेना-देना नहीं है।

9. सीएमसी पाउडर का उपयोग करने की विधि सरल है। इसे सीधे ठंडे पानी या 40-50 डिग्री सेल्सियस पर गर्म पानी में मिलाया और घोला जा सकता है।

5. कार्बोक्सिमिथाइल सेलुलोज़ की प्रतिस्थापना की डिग्री और घुलनशीलता

प्रतिस्थापन की डिग्री प्रत्येक सेल्यूलोज इकाई से जुड़े सोडियम कार्बोक्सिमिथाइल समूहों की औसत संख्या को संदर्भित करती है; प्रतिस्थापन की डिग्री का अधिकतम मान 3 है, लेकिन औद्योगिक रूप से सबसे उपयोगी NaCMC है जिसकी प्रतिस्थापन की डिग्री 0.5 से 1.2 तक भिन्न होती है। 0.2-0.3 की प्रतिस्थापन की डिग्री वाले NaCMC के गुण 0.7-0.8 की प्रतिस्थापन की डिग्री वाले NaCMC से काफी अलग हैं। पहला pH 7 पानी में केवल आंशिक रूप से घुलनशील है, लेकिन दूसरा पूरी तरह से घुलनशील है। क्षारीय परिस्थितियों में विपरीत सत्य है।

6. कार्बोक्सिमिथाइल सेलुलोज़ की बहुलकीकरण डिग्री और चिपचिपाहट

बहुलकीकरण की डिग्री: सेल्यूलोज श्रृंखला की लंबाई को संदर्भित करती है, जो चिपचिपाहट निर्धारित करती है। सेल्यूलोज श्रृंखला जितनी लंबी होगी, चिपचिपाहट उतनी ही अधिक होगी, और NaCMC घोल भी उतना ही अधिक होगा।

चिपचिपाहट: NaCMC घोल एक गैर-न्यूटोनियन तरल है, और कतरनी बल बढ़ने पर इसकी स्पष्ट चिपचिपाहट कम हो जाती है। सरगर्मी बंद करने के बाद, चिपचिपाहट आनुपातिक रूप से तब तक बढ़ती रही जब तक कि यह स्थिर नहीं रही। यानी घोल थिक्सोट्रोपिक है।

7. कार्बोक्सिमिथाइल सेलुलोज़ की अनुप्रयोग सीमा

1. निर्माण और सिरेमिक उद्योग

(1) वास्तुकला कोटिंग्स: अच्छा फैलाव, समान कोटिंग वितरण; कोई लेयरिंग नहीं, अच्छी स्थिरता; अच्छा गाढ़ा प्रभाव, समायोज्य कोटिंग चिपचिपापन।

(2) सिरेमिक उद्योग: मिट्टी के बर्तनों की प्लास्टिसिटी में सुधार करने के लिए खाली बांधने की मशीन के रूप में उपयोग किया जाता है; टिकाऊ शीशा लगाना।

2. कपड़े धोने, सौंदर्य प्रसाधन, तंबाकू, कपड़ा छपाई और रंगाई उद्योग

(1) धुलाई: धुली हुई गंदगी को कपड़े पर दोबारा जमा होने से रोकने के लिए डिटर्जेंट में सीएमसी मिलाया जाता है।

(2) सौंदर्य प्रसाधन: गाढ़ा करना, फैलाना, निलंबित करना, स्थिर करना, आदि। सौंदर्य प्रसाधनों के विभिन्न गुणों को पूर्ण रूप से निभाना फायदेमंद है।

(3) तम्बाकू: सीएमसी का उपयोग तम्बाकू शीट्स को जोड़ने के लिए किया जाता है, जो चिप्स का प्रभावी ढंग से उपयोग कर सकता है और कच्चे तम्बाकू के पत्तों की मात्रा को कम कर सकता है।

(4) कपड़ा: कपड़ों के लिए एक परिष्करण एजेंट के रूप में, सीएमसी उच्च गति वाले करघों पर यार्न स्किपिंग और अंत टूटने को कम कर सकता है।

(5) मुद्रण और रंगाई: इसका उपयोग मुद्रण पेस्ट में किया जाता है, जो रंगों की हाइड्रोफिलिक और मर्मज्ञ क्षमता को बढ़ा सकता है, रंगाई को एक समान बना सकता है और रंग अंतर को कम कर सकता है।

3. मच्छर कॉइल और वेल्डिंग रॉड उद्योग

(1) मच्छर कॉइल: मच्छर कॉइल की कठोरता को बढ़ाने और उन्हें टूटने और टूटने की संभावना कम करने के लिए मच्छर कॉइल में सीएमसी का उपयोग किया जाता है।

(2) इलेक्ट्रोड: सीएमसी का उपयोग सिरेमिक कोटिंग को बेहतर ढंग से बंधुआ और बनाने के लिए ग्लेज़ एजेंट के रूप में किया जाता है, बेहतर ब्रशिंग प्रदर्शन के साथ, और इसमें उच्च तापमान पर बर्नआउट प्रदर्शन भी होता है।

4. टूथपेस्ट उद्योग

(1) सीएमसी में टूथपेस्ट में विभिन्न कच्चे माल के साथ अच्छी संगतता है;

(2) पेस्ट नाजुक होता है, पानी अलग नहीं करता, छिलता नहीं, गाढ़ा नहीं होता और भरपूर झाग होता है;

(3) अच्छी स्थिरता और उपयुक्त स्थिरता, जो टूथपेस्ट को अच्छा आकार, अवधारण और विशेष रूप से आरामदायक स्वाद दे सकती है;

(4) तापमान परिवर्तन, नमी और सुगंध-फिक्सिंग के प्रति प्रतिरोधी।

(5) डिब्बे में छोटे कतरनी और टेलिंग।

5. खाद्य उद्योग

(1) अम्लीय पेय: एक स्टेबलाइज़र के रूप में, उदाहरण के लिए, एकत्रीकरण के कारण दही में प्रोटीन की वर्षा और स्तरीकरण को रोकने के लिए; पानी में घुलने के बाद बेहतर स्वाद; अच्छी प्रतिस्थापन एकरूपता।

(2) आइसक्रीम: बर्फ के क्रिस्टल से बचने के लिए पानी, वसा, प्रोटीन आदि को एक समान, फैला हुआ और स्थिर मिश्रण बनाएं।

(3) ब्रेड और पेस्ट्री: सीएमसी बैटर की चिपचिपाहट को नियंत्रित कर सकता है, उत्पाद की नमी बनाए रखने और शेल्फ लाइफ को बढ़ा सकता है।

(4) इंस्टेंट नूडल्स: नूडल्स की कठोरता और खाना पकाने के प्रतिरोध को बढ़ाते हैं; बिस्कुट और पैनकेक्स में इसकी अच्छी संरचना होती है, और केक की सतह चिकनी होती है और टूटने में आसान नहीं होती है।

(5) तत्काल पेस्ट: गोंद आधार के रूप में।

(6) सीएमसी शारीरिक रूप से निष्क्रिय है और इसका कोई कैलोरी मान नहीं है। इसलिए, कम कैलोरी वाले खाद्य पदार्थ उत्पादित किए जा सकते हैं।

6. कागज उद्योग

सीएमसी का उपयोग कागज के आकार के लिए किया जाता है, जिससे कागज में उच्च घनत्व, अच्छी स्याही प्रवेश प्रतिरोध, उच्च मोम संग्रह और चिकनाई होती है। कागज रंगने की प्रक्रिया में, यह रंग पेस्ट की रोलेबिलिटी को नियंत्रित करने में मदद करता है; यह कागज के अंदर तंतुओं के बीच चिपचिपाहट की स्थिति में सुधार कर सकता है, जिससे कागज की ताकत और तह प्रतिरोध में सुधार होता है।

7. पेट्रोलियम उद्योग

सीएमसी का उपयोग तेल और गैस ड्रिलिंग, कुआं खोदने और अन्य परियोजनाओं में किया जाता है।

8. अन्य

जूते, टोपियाँ, पेंसिल आदि के लिए चिपकाने वाले पदार्थ, चमड़े के लिए पॉलिश और रंग, फोम अग्निशामक यंत्रों के लिए स्टेबलाइजर आदि।