羧甲基纤维素钠的理化性质
羧甲基纤维素钠是一种水溶性高分子化合物,简称CMC-Na,其独特的理化性质使其在多个领域用途广泛广泛,厂家工程师从其外观形态、密度与溶解性、吸湿性、热稳定性、pH值影响以及其他化学性质等方面,分享给您羧甲基纤维素钠的理化性质。
一、外观形态
羧甲基纤维素钠通常为白色或乳白色纤维状粉末或颗粒,无臭、无味,这种外观形态使得羧甲基纤维素钠在加工和使用过程中易于处理和分散,无论是作为食品添加剂、医药辅料还是工业用增稠剂,其白色的外观都不会对产品颜色产生不良影响,同时无臭无味的特性也确保了最终产品的纯净度和口感。
二、分子结构:
羧甲基纤维素钠化学式为[C₆H₇O₂(OH)₂OCH₂COONa]n,由D-葡萄糖单元通过β(1→4)糖苷键连接,经羧甲基化改性形成,其化学分子结构式:
分子量通常为几十万至数百万道尔顿,分子量越大粘度越高;分子量因聚合度差异而变化,熔点约274℃。
三、密度与溶解性
一般来说,羧甲基纤维素钠密度范围在0.5-0.7 g/cm³或相对密度为1.6 g/cm³左右,这种密度特性使得羧甲基纤维素钠在存储和运输过程中能够占据相对较小的空间,同时也有利于其在溶液中的分散和溶解。
溶解性方面,羧甲基纤维素钠易溶于水,形成透明胶状溶液。这种优异的溶解性使得它能够迅速、均匀地分散在水中,形成稳定的胶体体系,但其并不溶于乙醇、丙酮等有机溶剂,这一特性限制了其在某些有机溶剂体系中的应用;此外,羧甲基纤维素钠在水中的溶解度还取决于其取代度(DS),取代度越高,溶解性通常越好。
四、吸湿性
羧甲基纤维素钠具有很强的吸湿性,能够吸收空气中的水分,这种吸湿性使得它在潮湿环境中易于吸湿结块,因此在存储和使用过程中需要注意防潮;同时,其吸湿性也使得CMC-Na在某些应用中能够发挥保湿、保水的作用,如作为食品添加剂时能够延长食品的货架期、保持食品的口感和品质。
五、热稳定性
羧甲基纤维素钠对热具有一定的稳定性。在较低温度下(如20℃以下),其粘度会迅速上升;而在45℃时变化较慢。然而,在80℃以上长时间加热会导致胶体变性,粘度和性能下降。这一热稳定性特性使得CMC-Na在加工过程中需要注意温度控制,避免高温长时间加热导致性能损失。同时,也限制了其在一些高温环境下的应用。
六、粘度
羧甲基纤维素钠的粘度大小取决于其分子量、取代度以及溶液浓度等因素,不同粘度的羧甲基纤维素钠在应用中具有不同的特点和优势。例如,高粘度的CMC-Na适用于需要较强增稠和稳定作用的场合;而低粘度的CMC-Na则适用于需要良好流动性和分散性的场合。
七、pH值影响
羧甲基纤维素钠的性能受pH值的影响较大,其最佳性能通常在pH值为7时表现最佳,而在pH值6.5-8.5范围内也能保持良好的性能;当pH值低于6.5或高于8.5时,胶浆粘度会显著下降,这一特性使得CMC-Na在应用中需要注意pH值的调节和控制,以确保其性能的稳定和发挥。例如,在食品工业中作为增稠剂时,需要根据食品的酸碱性和加工过程中的pH值变化来选择合适的羧甲基纤维素钠类型和用量。
八、其他化学性质
羧甲基纤维素钠与强酸溶液、可溶性铁盐以及一些其他金属如铝、汞和锌等有配伍禁忌,会产生沉淀,这一特性限制了其在与这些物质共存体系中的应用;同时,羧甲基纤维素钠与明胶及果胶可以形成共凝聚物,也可以与胶原形成复合物,能沉淀某些带正电的蛋白。这些化学性质使得羧甲基纤维素钠在应用中需要注意与其他物质的相容性和相互作用。
九、用途及应用领域
羧甲基纤维素钠的优异理化性质使其在多个领域用途广泛。在食品工业中,它作为增稠剂、乳化剂和稳定剂被广泛应用于乳制品、饮料、糕点、肉制品等食品的加工和生产中。在医药工业中,CMC-Na可用作针剂的乳化稳定剂、片剂的粘结剂和成膜剂等。在洗涤剂工业中,它可用作抗污垢再沉积剂,提高洗涤效果。此外,CMC-Na还广泛应用于石油钻探、涂料、造纸、纺织印染等领域。
厂家工程师总结:羧甲基纤维素钠作为一种重要的水溶性高分子化合物,其白色无臭无味的外观形态、易溶于水的溶解性、强吸湿性、一定的热稳定性以及受pH值影响的理化性质特点使得羧甲基纤维素钠在食品、医药、洗涤剂等多个领域有着广泛的应用前景。