Ей там! Като доставчик на CMC целулоза, видях от първа ръка как тези невероятни неща могат да трансформират реологията на течностите. И така, нека се потопим в азот - зърнест от това как CMC целулозата влияе на течната реология.
Какво е CMC целулоза?
Преди да влезем в ефектите върху реологията, нека бързо да разгледаме какво е CMC целулозата. CMC, или карбоксиметил целулоза, е целулозно производно. Изработва се чрез химически модифициране на естествената целулоза. Можете да намерите различни видове катоНатриев карбоксиметил, което се използва широко в различни индустрии. Това е вода - разтворима, не - токсична и има някои наистина готини свойства, които го правят - за добавяне в много приложения.
Основи на реологията
Реологията е свързана с това как материалите текат и деформират под стрес. Когато говорим за течности, разглеждаме неща като вискозитет (колко гъста или тънка е течност), срязване на срязване или удебеляване и как течността се държи, когато е в покой или в движение. Например, медът има висок вискозитет, така че тече бавно, докато водата има нисък вискозитет и тече лесно.
Как CMC целулозата влияе на вискозитета
Един от най -значимите начини CMC целулозата да повлияе на течността реология е чрез увеличаване на вискозитета. Когато добавите CMC към течност, той образува мрежова структура. Дългите вериги на CMC молекулите се заплитат помежду си и в молекулите на течността. Това заплитане създава съпротива срещу потока, което прави течността по -гъста.
В хранителните продукти този сгъстяващ ефект е супер полезен. Вземете например салатни превръзки. Без CMC маслото и оцетът в дресинг ще се разделят бързо. Но когато добавите CMC, той сгъстява превръзката, като държи маслените капчици окачени в оцета и предотвратяват разделянето. Във фармацевтичната индустрия CMC се използва за сгъстяване на течни лекарства. Това не само улеснява раздаването на правилната доза, но също така подобрява стабилността на лекарствата.
Степента на увеличаване на вискозитета зависи от няколко фактора. Концентрацията на CMC е голяма. Колкото повече CMC добавяте, толкова по -голям ще бъде вискозитетът. Но това не е линейна връзка. При ниски концентрации увеличаването на вискозитета може да бъде сравнително малко. Докато продължавате да добавяте повече CMC, идва момент, в който вискозитетът се изстрелва бързо.
Видът на CMC също има значение. Различните степени на CMC имат различни молекулни тегла и степени на заместване (колко от хидроксилните групи на целулозната верига са заменени с карбоксиметилови групи). По -високото молекулно тегло CMC обикновено водят до по -голямо увеличаване на вискозитета, тъй като по -дългите им вериги могат да образуват по -обширни мрежи.
Поведение на изтъняване на срязване
Друг интересен аспект на това как CMC влияе на флуидната реология е нейното свойство за изтъняване на срязване. Изтъняването на срязване означава, че докато прилагате повече напрежение на срязване (като разбъркване или изпомпване на течността), вискозитетът на течността намалява.
Когато течност с CMC е в покой, заплетената CMC мрежа е непокътната, а течността има висок вискозитет. Но когато започнете да прилагате напрежение на срязване, веригите CMC започват да се подравняват в посока на потока. Това подравняване намалява заплитането между веригите и устойчивостта на потока намалява, което прави течността по -тънка.
Това поведение е много полезно в много индустриални процеси. Например в производството на бои боята трябва да е достатъчно дебела, за да остане на четката, без да капе, когато не се използва. Но когато нанасяте боята с четка или валяк, искате тя да тече лесно. CMC - съдържащи бои проявяват това поведение на изтъняване на срязване, което позволява лесно нанасяне.
Образуване на гел
При определени условия CMC може да причини течност да образува гел. Гелът е полу -твърд материал, който има някои свойства както на твърдо, така и на течност. Когато концентрацията на CMC е достатъчно висока и условията са правилни (като правилната температура и рН), CMC веригите могат да образуват три -размерена мрежа, която улавя молекулите на течността в нея.
В продуктите за лична хигиена като кремове и лосиони е важно образуването на гел. Той придава на тези продукти гладка, разпространена текстура. Структурата на гел също помага да се запазят активните съставки в продукта равномерно разпределени и не им позволява да се разделят.
Влияние върху суспензията и стабилността на емулсията
Течностите често съдържат суспендирани частици или емулгирани капчици. CMC може да играе решаваща роля за стабилизиране на тези суспензии и емулсии.
В суспензия, като суспензия на твърди частици в течност, CMC помага да се запазят частиците суспендирани. Повишеният вискозитет, дължащ се на CMC, забавя утаяването на частиците. Също така, CMC молекулите могат да се адсорбират върху повърхността на частиците, създавайки отблъскваща сила между частиците. Тази отблъскваща сила не позволява на частиците да се струпват заедно и да се утаят в долната част.
В емулсиите, които са смеси от две несметни течности (като масло и вода), CMC помага за стабилизиране на капчиците от едната течност в другата. Както бе споменато по -рано, тя сгъстява непрекъснатата фаза, намалявайки подвижността на капчиците. Той също така образува защитен слой около капчиците, като им пречи да се съберат.
Фактори, влияещи върху реологичното въздействие на CMC
Въздействието на CMC върху течната реология не е само за самия CMC. Други фактори в течната система също могат да имат ефект.
Температурата е ключов фактор. С увеличаването на температурата вискозитетът на CMC - съдържащ течност, обикновено намалява. Това е така, защото увеличената топлинна енергия прави веригите CMC по -подвижни, намалявайки заплитането между тях. В някои приложения тази температура -зависимо поведение трябва да бъде внимателно контролирано. Например, в горещ хранителен продукт, CMC трябва да поддържа способността си за сгъстяване дори при високи температури.
PH също има значение. CMC е чувствителен към промените в рН. В киселинни условия карбоксиметил групите на CMC веригите могат да протонират, което може да промени разтворимостта и реологичните свойства на CMC. При алкални условия CMC веригите са по -отрицателно заредени, което може да повлияе на взаимодействията между веригите и молекулите на течността.
Приложения в различни индустрии
Хранителна промишленост
Както вече се докоснахме, CMC се използва широко в хранителната индустрия. Освен салатни превръзки, използва се в сладоледи, конфитюри и хлебни изделия. При сладолед CMC помага да се предотврати образуването на леден кристал, като дава гладка текстура на сладолед. При конфитюри тя сгъстява плодовата смес и помага да се настрои сладкото. А в хлебни изделия може да подобри текстурата и задържането на влагата на тестото. Можете да научите повече заКарбоксиметил целулоза Е466и приложенията му за храна.
Фармацевтична индустрия
Във фармацевтичните продукти CMC се използва в различни продукти. В таблетките може да се използва като свързващо вещество, за да държи таблета заедно. В течни лекарства, както беше споменато по -рано, тя сгъстява разтвора. И в актуални кремове и мехлеми помага да се контролира освобождаването на активните съставки.
Нефтена и газова промишленост
В нефтената и газовата промишленост CMC се използва при сондажни течности. Сондажните течности трябва да имат правилните реологични свойства, за да пренасят резниците на свредлото на повърхността и да се предотврати срутването на сондажа. CMC помага за увеличаване на вискозитета на сондажната течност, подобрявайки способността му да спира резниците.
Заключение
CMC целулозата е невероятно универсална добавка, която има дълбоко влияние върху реологията на течностите. Независимо дали става въпрос за сгъстяване на течност, осигуряване на поведение на изтъняване на срязване, образуване на гелове или стабилизиране на суспензии и емулсии, CMC играе жизненоважна роля в много индустрии.
Ако сте в индустрия, която би могла да се възползва от уникалните реологични свойства на CMC целулозата, ще се радвам да говоря с вас. Като доставчик на CMC целулоза мога да ви предложа продукти с високо качество и експертни съвети как да използвате CMC във вашите конкретни приложения. Дали имате нуждаНатриева карбоксиметил целулозаЗа хранителни продукти или друга степен за индустриална употреба, аз съм тук, за да помогна. Така че, не се колебайте да се свържете, ако се интересувате от обсъждане на вашите нужди на CMC и проучване на възможностите.
ЛИТЕРАТУРА
- Barnes, Ha, Hutton, JF, & Walters, K. (1989). Въведение в реологията. Elsevier.
- Morrison, ID, & Ross, S. (2002). Колоидни дисперсии. John Wiley & Sons.
- Whistler, RL, & Bemiller, JN (1993). Индустриални венци: полизахариди и техните производни. Академична преса.
