सोडियम कार्बोक्सिमिथाइलसेलुलोज: अनुप्रयोग और गुण

2024 लेखक: Angel Austin | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2024-01-07 23:18

सोडियम कार्बोक्सिमिथाइल सेलुलोज का व्यापक रूप से उद्योग, फार्मास्यूटिकल्स और खाद्य उत्पादन में उपयोग किया जाता है। यह यौगिक लकड़ी के आधार पर बना है और जैविक रूप से अक्रिय पदार्थ है, अर्थात यह शारीरिक प्रक्रियाओं में भाग नहीं लेता है। इस घटक के साथ समाधान के विशेष गुणों के कारण, पदार्थों और अन्य तकनीकी मानकों की चिपचिपाहट को नियंत्रित करना संभव है।

विवरण

सोडियम कार्बोक्सिमिथाइलसेलुलोज (सीएमसी) सेल्युलोज ग्लाइकोलिक एसिड का सोडियम नमक है। IUPAC नामकरण के अनुसार यौगिक का रासायनिक नाम: पॉली-1, 4-बीटा-ओ-कार्बोक्सिमिथाइल-डी-पाइरानोसिल-डी-ग्लाइकोपायरनोज सोडियम।

सोडियम कार्बोक्सिमिथाइलसेलुलोज तकनीकी का अनुभवजन्य सूत्र: [C6H7 O₂ (OH)_3-x(OCH₂ COONa)_x] । इस व्यंजक में, x CH_{2-COOH समूहों के लिए प्रतिस्थापन की डिग्री है, और n पोलीमराइज़ेशन की डिग्री है।}

संरचनात्मक सूत्र नीचे दिए गए चित्र में दिखाया गया है।

गुण

दिखने में, तकनीकी सोडियम कार्बोक्सिमिथाइल सेलुलोज एक ख़स्ता, महीन दाने वाला या गंधहीन रेशेदार पदार्थ है जिसका थोक घनत्व 400-800 किग्रा / मी3 है।

ना-सीएमसी में निम्नलिखित विशेषताएं हैं:

• यौगिक का आणविक भार – [236]_;

• गर्म और ठंडे पानी दोनों में जल्दी घुल जाता है, खनिज तेलों और कार्बनिक तरल पदार्थों में अघुलनशील;
• तेल, ग्रीस और कार्बनिक सॉल्वैंट्स के लिए प्रतिरोधी फिल्म बनाता है;
• समाधानों की चिपचिपाहट बढ़ाता है और उन्हें थिक्सोट्रोपिक बनाता है - यांत्रिक क्रिया में वृद्धि के साथ, प्रवाह प्रतिरोध में कमी होती है;
• हवा से जल वाष्प को अच्छी तरह से अवशोषित करता है, इसलिए पदार्थ को सूखे कमरों में संग्रहित किया जाना चाहिए (सामान्य परिस्थितियों में इसमें 9-11% नमी होती है);
• यौगिक गैर-विषाक्त, गैर-विस्फोटक है, लेकिन धूल भरी स्थिति में प्रज्वलित हो सकता है (स्व-इग्निशन तापमान +212 डिग्री सेल्सियस);
• समाधान में एक anionic polyelectrolyte के गुणों को प्रदर्शित करता है।

जब तापमान बदलता है, तो घोल में सोडियम कार्बोक्सिमिथाइल सेलुलोज की प्रयोगशाला चिपचिपाहट बहुत भिन्न होती है। यह इस यौगिक की सबसे महत्वपूर्ण विशेषताओं में से एक है, जो इसके आवेदन के दायरे को निर्धारित करता है। पोलीमराइजेशन की एक उच्च डिग्री एक उच्च चिपचिपाहट प्रदान करती है और इसके विपरीत। pH<6 या 9 से अधिक पर, कम प्रवाह प्रतिरोधमहत्वपूर्ण रूप से गिरता है। इसलिए, इस नमक को तटस्थ और थोड़ा क्षारीय वातावरण में उपयोग करने की सलाह दी जाती है। सामान्य परिस्थितियों में चिपचिपाहट परिवर्तन प्रतिवर्ती हैं।

सोडियम कार्बोक्सिमिथाइलसेलुलोज में कई अन्य पदार्थों (स्टार्च, जिलेटिन, ग्लिसरीन, पानी में घुलनशील रेजिन, लेटेक्स) के साथ रासायनिक संगतता भी होती है। 200 डिग्री सेल्सियस से ऊपर के तापमान पर गर्म करने पर नमक सोडियम कार्बोनेट में विघटित हो जाता है।

इस यौगिक की विशेषताओं को प्रभावित करने वाला मुख्य कारक पोलीमराइजेशन की डिग्री है। घुलनशीलता, स्थिरता, यांत्रिक गुण और हीड्रोस्कोपिसिटी आणविक भार पर निर्भर करते हैं। पोलीमराइजेशन की डिग्री के अनुसार पदार्थ सात ग्रेड में और मुख्य पदार्थ की सामग्री के अनुसार दो ग्रेड में निर्मित होता है।

प्राप्त

सोडियम कार्बोक्सिमिथाइल सेलुलोज 1946 से व्यावसायिक रूप से निर्मित किया गया है। सीएमसी उत्पादन अब कुल सेल्यूलोज ईथर का कम से कम 47% है।

इस यौगिक के संश्लेषण के लिए मुख्य कच्चा माल लकड़ी सेलुलोज है, जो सबसे आम कार्बनिक बहुलक है। इसके फायदे कम कीमत, बायोडिग्रेडेबिलिटी, विषाक्तता की कमी और प्रसंस्करण प्रौद्योगिकी में आसानी हैं।

सोडियम कार्बोक्सिमिथाइल सेलुलोज क्षार सेलुलोज को C₂H₃ClO₂ (मोनोक्लोरोएसेटिक एसिड) या इसके सोडियम नमक के साथ प्रतिक्रिया करके प्राप्त किया जाता है। हाल के वर्षों में, कच्चे माल (सन, पुआल, अनाज, जूट, एक प्रकार का पौधा और अन्य) के निष्कर्षण के लिए नए स्रोत खोजने के लिए काम चल रहा है, क्योंकि इस सामग्री की मांग लगातार बढ़ रही है। पदार्थ की गुणवत्ता में सुधार के लिए धुलाई का उपयोग किया जाता है।अशुद्धियों से तैयार नमक, सेल्युलोज को सक्रिय करें या उस पर माइक्रोवेव विकिरण से क्रिया करें।

सोडियम कार्बोक्सिमिथाइल सेलुलोज: औद्योगिक अनुप्रयोग

अपने विशेष गुणों के कारण, सीएमसी का उपयोग निम्नलिखित उद्देश्यों के लिए किया जाता है:

• विभिन्न योगों का गाढ़ा होना, जिलेटिनाइजेशन;
• पेंट फिल्मों में महीन कणों को बांधना (फिल्म निर्माण);
• पानी को बनाए रखने वाले एजेंट के रूप में उपयोग करें;
• भौतिक और रासायनिक गुणों का स्थिरीकरण;
• उनके अवयवों को समान रूप से वितरित करने के लिए समाधानों की चिपचिपाहट बढ़ाना;
• रियोलॉजिकल संशोधन;
• जमावट की रोकथाम (निलंबित कणों का आसंजन)।

सोडियम कार्बोक्सिमिथाइल सेलुलोज के सबसे बड़े उपयोगकर्ताओं में से एक तेल और गैस उद्योग है, जहां यौगिक का उपयोग ड्रिलिंग तरल पदार्थ के प्रदर्शन को बेहतर बनाने के लिए किया जाता है।

पदार्थ का उपयोग निम्नलिखित तकनीकी उत्पादों के निर्माण में भी किया जाता है:

• डिटर्जेंट;
• प्रिंटिंग उत्पाद;
• निर्माण परिष्करण कार्यों के लिए मोर्टार;

• चिपकने वाले, आकार देने वाली सामग्री;

• ड्राई बिल्डिंग मिक्स, सीमेंट (टूटने से बचाने के लिए);
• पेंट सामग्री;
• चिकनाई-शीतलक;
• रेलिंग को सख्त करने के लिए माध्यम;
• कोटिंग वेल्डिंग इलेक्ट्रोड और अन्य।

सोडियम कार्बोक्सिमिथाइल सेलुलोज का उपयोग अग्निशमन, खाद्य उद्योग, इत्र और सिरेमिक के निर्माण में फोम को स्थिर करने के लिए किया जाता है। तकनीशियनों का अनुमान है कि इस यौगिक का उपयोग इंजीनियरिंग और चिकित्सा के 200 से अधिक क्षेत्रों में किया जाता है।

सुरक्षात्मक कोटिंग्स

संक्षारक प्रतिरोधी कोटिंग्स में एडिटिव्स-स्टेबलाइजर्स के रूप में सीएमसी सस्पेंशन से संश्लेषित नैनोकणों की शुरूआत एक आशाजनक दिशा है। यह आपको पॉलिमर की संरचना को बदलने, आधार सामग्री के साथ आसंजन बढ़ाने, संरचना की लागत में उल्लेखनीय वृद्धि के बिना कोटिंग के भौतिक और यांत्रिक गुणों में सुधार करने की अनुमति देता है। नैनोपार्टिकल्स माइक्रोक्लस्टर बनाते हैं, जिससे मूल्यवान तकनीकी गुणों के साथ कंपोजिट प्राप्त करना संभव हो जाता है।

इस पूरक का लाभ यह भी है कि यह पर्यावरण के अनुकूल और बायोडिग्रेडेबल है। इसके उत्पादन में कार्बनिक सॉल्वैंट्स के उपयोग की आवश्यकता नहीं होती है, इसलिए अपशिष्ट जल और वातावरण के प्रदूषण का जोखिम कम हो जाता है, विशेष उपकरण और उच्च तापमान रेंज का उपयोग करने की कोई आवश्यकता नहीं होती है।

आहार अनुपूरक

कार्बोक्सिमिथाइलसेलुलोज सोडियम का उपयोग खाद्य योज्य (E-466) के रूप में 8 ग्राम/किलोग्राम से अधिक नहीं की सांद्रता में किया जाता है। पदार्थ उत्पादों में कई कार्य करता है:

• मोटा होना;
• स्थिरीकरण गुण;
• पकड़नमी;
• शैल्फ जीवन का विस्तार;
• डिफ्रॉस्टिंग के बाद आहार फाइबर का संरक्षण।

अक्सर इस यौगिक को फास्ट फूड, आइसक्रीम, कन्फेक्शनरी, मुरब्बा, जेली, प्रसंस्कृत पनीर, मार्जरीन, दही, डिब्बाबंद मछली में मिलाया जाता है।

चिकित्सा और कॉस्मेटोलॉजी

फार्मास्युटिकल उद्योग में, सोडियम कार्बोक्सिमिथाइल सेलुलोज का उपयोग दवा समूहों में किया जाता है जैसे:

• आई ड्रॉप, इंजेक्शन के लिए समाधान - चिकित्सीय प्रभाव को लम्बा करने के लिए;
• गोलियों के गोले - सक्रिय पदार्थ की रिहाई को विनियमित करने के लिए;
• पायस, जैल और मलहम - रचनात्मक पदार्थों को स्थिर करने के लिए;
• एंटासिड - आयन-विनिमय और जटिल घटकों के रूप में।

स्वच्छता और कॉस्मेटिक उत्पादों के उत्पादन में, इस यौगिक का उपयोग टूथपेस्ट, शैंपू, शेविंग और शॉवर जैल और क्रीम के हिस्से के रूप में किया जाता है। मुख्य कार्य गुणों को स्थिर करना और बनावट में सुधार करना है।

मनुष्यों और जानवरों पर प्रभाव

सोडियम कार्बोक्सिमिथाइलसेलुलोज हाइपोएलर्जेनिक है, जैविक रूप से निष्क्रिय है, इसमें कार्सिनोजेनिक प्रभाव नहीं होता है और यह जीवित जीवों के प्रजनन कार्य को ख़राब नहीं करता है। एक सुरक्षित एकाग्रता में खाद्य योजक के रूप में उपयोग से नकारात्मक परिणाम नहीं होते हैं। यौगिक की धूल आंखों और ऊपरी श्वसन पथ (मैक.) में प्रवेश करने पर जलन पैदा कर सकती हैएरोसोल 10 मिलीग्राम/एम3) है।

सोडियम नमक वाली फिल्म आंत के क्षारीय वातावरण में सक्रिय तत्व छोड़ती है। यौगिक मानव शरीर से उत्सर्जित होता है और जानवर अपरिवर्तित रहते हैं। आर्थिक उद्देश्यों के लिए जल निकायों में, पदार्थ तीसरे खतरनाक वर्ग (मामूली खतरनाक) के अंतर्गत आता है। इस मामले में एमपीसी 2 मिलीग्राम/लीटर है।