کربوکسی متیل سلولز (CMC) چیست؟
کربوکسی متیل سلولز (Carboxymethyl Cellulose – CMC) یک پلیمر محلول در آب و یک مشتق شیمیایی از سلولز است که گروه‌های کربوکسی متیل (-CH₂-COOH) به ساختار آن اضافه شده‌اند. این ترکیب به دلیل خاصیت غلیظ کنندگی، ژل‌سازی، تثبیت کنندگی و تشکیل فیلم در صنایع مختلفی مانند صنایع غذایی، داروسازی، آرایشی و بهداشتی، نساجی، کاغذسازی و حفاری نفت مورد استفاده قرار می‌گیرد.
CMC معمولاً به دو شکل تولید می‌شود:
-
درجه غذایی (Food Grade): به‌عنوان پایدارکننده و عامل قوام دهنده در محصولات غذایی مانند بستنی، سس‌ها، نوشیدنی‌ها و نان استفاده می‌شود.
-
درجه صنعتی (Industrial Grade): در تولید چسب، رنگ، نساجی، صنایع کاغذ و حفاری نفت کاربرد دارد.
تاریخچه کربوکسی متیل سلولز
کربوکسی متیل سلولز اولین بار در اوایل قرن بیستم توسعه یافت. تاریخچه آن شامل مراحل زیر است:
-
دهه 1910 تا 1920: پژوهش‌های اولیه روی مشتقات سلولزی انجام شد و ایده اصلاح شیمیایی سلولز مطرح گردید.
-
سال 1921: دانشمند آلمانی Jansen برای اولین بار موفق به سنتز CMC شد و در مقاله‌ای روش‌های تولید آن را توضیح داد.
-
دهه 1940: با پیشرفت‌های شیمی آلی، CMC به‌صورت صنعتی تولید شد و به‌عنوان یک عامل غلیظ‌کننده در صنایع مختلف مورد استفاده قرار گرفت.
-
دهه 1950 تا 1970: کاربردهای جدیدی برای CMC در صنایع غذایی، داروسازی و حفاری نفت کشف شد.
-
دهه 1980 به بعد: فناوری‌های بهبود یافته برای تولید CMC با کیفیت بالاتر و ویژگی‌های بهینه‌تر توسعه یافت. امروزه این ترکیب یکی از مهم‌ترین افزودنی‌ها در بسیاری از صنایع است.
ویژگی‌های سی ام سی (CMC)
این ماده در آب سرد و گرم حل شده و تشکیل ژل می دهد. اساساً در مواردی که هدف، کنترل ویسکوزیته باشد از این ماده استفاده می‌گردد اما این ماده به غیر از افزایش ویسکوزیته، نقش‌های دیگری را نیز در کاربرد نهایی ایفا می‌کند. کارکرد کربوکسی متیل سلولز علاوه بر غلظت بخشی، چسبندگی و ایجاد استحکام، عامل انتشار، عامل نگهدارنده آب، حفظ حالت کلوییدی، تثبیت کننده، عامل تعلیق‌ساز، امولسیون‌ساز و عامل تشکیل لایه است. به دلیل ویژگی‌های متنوع، CMC در طیف گسترده‌ای از صنایع مورد استفاده قرار می‌گیرد.
پارامترهای فیزیکی مهم در مورد سی ام سی - CMC
1- حلالیت
2- ویسکوزیته در محلول
3- فعالیت سطحی
4- خواص ترموپلاستیکی
5- پایداری (در مقابل تخریبات بیولوژیکی،گرما، هیدرولیز و اکسیداسیون)
دلایل تکنولوژیکی استفاده از این ماده
1- غلظت بسیار اندکی از آن برای رسیدن به خواص مورد نظر نیاز است.
2- انواع گریدهای آن با ویژگی‌های سازگاریافته برای مصارف گوناگون قابل تولید می‌باشد.
3- بدون مزه، بو و بی رنگ می‌باشد.
4- نسبت به محصولات طبیعی اصلاح نیافته مقاومت بیشتری در مقابل میکروب‌ها دارد.
5- توانایی حفظ ویژگی‌ها در شرایط متغیر را داراست.
6- حلالیت بالایی حتی در آب سرد دارد.
7- عامل غلیظ کننده است.
8- توانایی ایجاد تعلیق پایدار را دارد.
9- امولسیون ساز است.
10- لایه‌ی محافظ تشکیل می‌دهد.
11- باعث بهبود ویژگی های رئولوژیکی می‌شود.
12- از رشد کریستال‌ها جلوگیری می‌کند.
13- ازانعقاد محصولات دارای نشاسته جلوگیری می‌کند.