Processo de produção e gama de aplicações da carboximetilcelulose sódica (CMC)

A carboximetilcelulose sódica (CMC) é um éter de celulose aniônico, de cadeia linear e solúvel em água, derivado da celulose natural e do ácido cloroacético por modificação química. Sua solução aquosa possui propriedades espessantes, formadoras de filme, aglutinantes, de retenção de água, de proteção coloidal, emulsificantes e de suspensão, podendo ser utilizada como floculante, agente quelante, emulsificante, espessante, agente de retenção de água, agente de colagem, material formador de filme, etc., sendo amplamente utilizada nas indústrias alimentícia, farmacêutica, eletrônica, de pesticidas, de couro, de plásticos, de impressão, de cerâmica, de produtos químicos de uso diário e em outros campos.

A carboximetilcelulose sódica é geralmente um sólido em pó, às vezes granular ou fibroso, de cor branca ou amarelo claro, sem odor característico. É uma substância química macromolecular com forte molhabilidade, solúvel em água, formando uma solução viscosa e altamente transparente. É insolúvel em soluções orgânicas comuns, como etanol, éter, clorofórmio e benzeno, mas solúvel em água. A dissolução direta em água é relativamente lenta, porém a solubilidade ainda é muito alta, e a solução aquosa apresenta certa viscosidade. O sólido é mais estável em ambientes gerais, devido à sua capacidade de absorver água e umidade, podendo ser conservado por longos períodos em ambientes secos.

① Processo de produção

1. Método do meio aquoso

O processo água-carvão é um processo de produção relativamente antigo na preparação industrial de carboximetilcelulose sódica. Nesse processo, a celulose alcalina e o agente eterificante reagem em uma solução aquosa contendo íons óxido de oxigênio livres, sendo a água utilizada como meio reacional, sem solventes orgânicos.

2. Método do solvente

O método com solvente orgânico é um processo de produção desenvolvido a partir do método em meio aquoso, substituindo a água por solvente orgânico como meio de reação. Consiste na alcalinização e eterificação da celulose alcalina com ácido monocloroacético em um solvente orgânico. De acordo com a quantidade de meio de reação, pode ser dividido em método de amassamento e método de suspensão flutuante. A quantidade de solvente orgânico utilizada no método de polpação é muito maior do que no método de amassamento, sendo que a quantidade de solvente orgânico utilizada no método de amassamento é proporcional à massa volumétrica da celulose, enquanto no método de polpação é proporcional à massa volumétrica da celulose. Quando a carboximetilcelulose sódica é preparada pelo método de suspensão flutuante, o sólido de reação encontra-se em estado de suspensão no sistema, razão pela qual o método de suspensão flutuante também é chamado de método de suspensão.

3. Método da pasta

O método de suspensão é a tecnologia mais recente para a produção de carboximetilcelulose sódica. Este método permite produzir carboximetilcelulose sódica de alta pureza, com alto grau de substituição e substituição uniforme. O processo de produção pelo método de suspensão é descrito, em linhas gerais, o seguinte: a polpa de algodão, previamente moída em pó, é enviada para a máquina de alcalinização vertical equipada com álcool isopropílico. A solução de hidróxido de sódio, adicionada durante a mistura, promove a alcalinização a uma temperatura de aproximadamente 20 °C. Após a alcalinização, o material é bombeado para a máquina de eterificação vertical, onde é adicionada uma solução de ácido cloroacético em álcool isopropílico. A temperatura de eterificação é de aproximadamente 65 °C. De acordo com a aplicação específica do produto e os requisitos de qualidade, a concentração do agente alcalinizante, o tempo de alcalinização, a quantidade de agente eterificante e outros parâmetros do processo podem ser ajustados.

② Âmbito de aplicação

1. A CMC não é apenas um bom estabilizante emulsificante e espessante em aplicações alimentares, mas também possui excelente estabilidade ao congelamento e derretimento, podendo melhorar o sabor do produto e prolongar o tempo de armazenamento.

2. No detergente, a CMC pode ser usada como um agente de redeposição anti-incrustante, especialmente para o efeito de redeposição anti-incrustante em tecidos de fibras sintéticas hidrofóbicas, sendo significativamente melhor do que a fibra carboximetilada.

3. Na perfuração de petróleo, pode ser usado para proteger poços de petróleo como estabilizador de lama e agente de retenção de água. A quantidade por poço de petróleo é de 2 a 3 toneladas para poços rasos e de 5 a 6 toneladas para poços profundos.

4. Utilizado na indústria têxtil como agente de colagem, espessante de pasta de impressão e tingimento, acabamento de impressão têxtil e endurecedor.

5. Utilizado como agente antissedimentação de revestimentos, emulsificante, dispersante, agente nivelador e adesivo, pode fazer com que a parte sólida da tinta se distribua uniformemente no solvente, de modo que a tinta não se separe por um longo período, sendo também utilizado em massa corrida.

6. Como floculante na remoção de íons de cálcio, é mais eficaz do que o gluconato de sódio, e como trocador catiônico, sua capacidade de troca chega a 1,6 ml/g.

7. Na indústria papeleira, é utilizado como agente de colagem, podendo melhorar significativamente a resistência a seco e a úmido do papel, bem como sua resistência a óleos, absorção de tinta e resistência à água.

8. Como hidrossol em cosméticos, usado como agente espessante em pasta de dente, sua dosagem é de cerca de 5%.

Fabricante e fornecedor atacadista de carboximetilcelulose (CMC) | EVERBRIGHT (cnchemist.com)