Carboximetilcelulose sódica é amplamente utilizada na indústria, farmacêutica e produção de alimentos. Este composto é feito à base de madeira e é um material biologicamente inerte, ou seja, não participa de processos fisiológicos. Devido às propriedades especiais das soluções com este componente, é possível regular a viscosidade das substâncias e outros parâmetros técnicos.
Descrição
Carboximetilcelulose de sódio (CMC) é o sal de sódio do ácido glicólico de celulose. O nome químico do composto de acordo com a nomenclatura IUPAC: poli-1, 4-β-O-carboximetil-D-piranosil-D-glicopiranose sódica.
Fórmula empírica da carboximetilcelulose de sódio técnica: [C6H7 O2 (OH)3-x(OCH2COONa)x] . Nesta expressão, x é o grau de substituição para grupos CH2-COOH, e n é o grau de polimerização.
A fórmula estrutural é mostrada na figura abaixo.
Propriedades
Aparentemente, a carboximetilcelulose de sódio técnica é um material fibroso pulverulento, de grão fino ou inodoro, com densidade aparente de 400–800 kg/m3.
Na-CMC tem as seguintes características:
-
peso molecular do composto – [236];
- dissolve-se rapidamente em água quente e fria, insolúvel em óleos minerais e líquidos orgânicos;
- forma películas resistentes a óleos, graxas e solventes orgânicos;
- aumenta a viscosidade das soluções e as torna tixotrópicas - com o aumento da ação mecânica, ocorre diminuição da resistência ao fluxo;
- absorve bem o vapor de água do ar, portanto a substância deve ser armazenada em salas secas (em condições normais, contém 9-11% de umidade);
- composto não é tóxico, não é explosivo, mas pode inflamar em um estado empoeirado (temperatura de auto-ignição +212 °C);
- exibe as propriedades de um polieletrólito aniônico em soluções.
Quando a temperatura muda, a viscosidade laboratorial da carboximetilcelulose de sódio em soluções varia muito. Esta é uma das características mais importantes deste composto, que determina o escopo de sua aplicação. Um alto grau de polimerização proporciona uma alta viscosidade e vice-versa. Em pH<6 ou superior a 9, resistência ao fluxo reduzidacai significativamente. Portanto, este sal é aconselhável para uso em ambientes neutros e levemente alcalinos. As alterações de viscosidade em condições normais são reversíveis.
Carboximetilcelulose de sódio também tem compatibilidade química com muitas outras substâncias (amido, gelatina, glicerina, resinas solúveis em água, látex). Quando aquecido a temperaturas acima de 200 °C, o sal se decompõe em carbonato de sódio.
O principal fator que influencia as características deste composto é o grau de polimerização. A solubilidade, estabilidade, propriedades mecânicas e higroscopicidade dependem do peso molecular. A substância é produzida em sete graus de acordo com o grau de polimerização e dois graus de acordo com o conteúdo da substância principal.
Receber
A carboximetilcelulose sódica é fabricada comercialmente desde 1946. A produção de CMC agora responde por pelo menos 47% do total de éteres de celulose.
A principal matéria-prima para a síntese deste composto é a celulose da madeira, o polímero orgânico mais comum. Suas vantagens são baixo preço, biodegradabilidade, ausência de toxicidade e facilidade de processamento tecnológico.
Carboximetilcelulose sódica é obtida pela reação da celulose alcalina com C₂H₃ClO₂ (ácido monocloroacético) ou seu sal de sódio. Nos últimos anos, tem-se trabalhado para encontrar novas fontes para a extração de matérias-primas (linho, palha, cereais, juta, sisal e outros), pois a demanda por esse material está em constante crescimento. A lavagem é usada para melhorar a qualidade da substância.o sal acabado de impurezas, ativar a celulose ou agir sobre ela com radiação de microondas.
Carboximetilcelulose de sódio: aplicações industriais
Devido às suas propriedades especiais, o CMC é usado para os seguintes propósitos:
- engrossamento de várias formulações, gelatinização;
- ligação de partículas finas em películas de tinta (formação de película);
- uso como agente de retenção de água;
- estabilização das propriedades físicas e químicas;
- aumentando a viscosidade das soluções para distribuir uniformemente seus ingredientes;
- modificação reológica;
- prevenção da coagulação (adesão de partículas suspensas).
Um dos maiores usuários de carboximetilcelulose de sódio é a indústria de petróleo e gás, onde o composto é usado para melhorar o desempenho dos fluidos de perfuração.
A substância também é utilizada na fabricação dos seguintes produtos técnicos:
- detergentes;
- produtos de impressão;
- argamassas para acabamentos de construção;
- adesivos, materiais de dimensionamento;
- misturas secas para construção, cimento (para evitar rachaduras);
- materiais de pintura;
- lubrificante-refrigerantes;
- meio para endurecimento de trilhos;
- revestimento de eletrodos de soldagem e outros.
A carboximetilcelulose sódica é utilizada para estabilizar espumas no combate a incêndios, na indústria alimentícia, na fabricação de perfumes e cerâmicas. Os técnicos estimam que este composto seja usado em mais de 200 campos de engenharia e medicina.
Revestimentos de proteção
Uma das direções promissoras é a introdução de nanopartículas sintetizadas a partir de suspensões de CMC como aditivos estabilizadores em revestimentos resistentes à corrosão. Isso permite alterar a estrutura dos polímeros, aumentar a adesão com o material base, melhorar as propriedades físicas e mecânicas do revestimento sem um aumento significativo no custo da composição. As nanopartículas formam microaglomerados, possibilitando a obtenção de compósitos com valiosas propriedades técnicas.
A vantagem deste suplemento é também ser amigo do ambiente e biodegradável. Sua produção não requer o uso de solventes orgânicos, portanto, o risco de poluição dos efluentes e da atmosfera é reduzido, não há necessidade de uso de equipamentos especializados e uma alta faixa de temperatura.
Suplemento alimentar
A carboximetilcelulose sódica é utilizada como aditivo alimentar (E-466) numa concentração não superior a 8 g/kg. A substância desempenha várias funções nos produtos:
- espessamento;
- propriedades estabilizadoras;
- segurarumidade;
- extensão da vida útil;
- preservação da fibra alimentar após o descongelamento.
Na maioria das vezes este composto é adicionado ao fast food, sorvete, confeitaria, marmelada, geleia, queijo processado, margarina, iogurte, peixe enlatado.
Medicina e cosmetologia
Na indústria farmacêutica, a carboximetilcelulose sódica é usada em grupos de medicamentos como:
- colírios, soluções para injeções - para prolongar o efeito terapêutico;
- conchas de comprimidos - para regular a liberação da substância ativa;
- emulsões, géis e pomadas - para estabilizar substâncias formativas;
- antiácidos - como componentes de troca iônica e complexação.
Na produção de produtos de higiene e cosméticos, esse composto é utilizado como parte de cremes dentais, xampus, géis de barbear e de banho e cremes. A função principal é estabilizar as propriedades e melhorar a textura.
Efeito em humanos e animais
A carboximetilcelulose sódica é hipoalergênica, biologicamente inativa, não tem efeito carcinogênico e não prejudica a função reprodutiva dos organismos vivos. O uso como aditivo alimentar em uma concentração segura não leva a consequências negativas. A poeira do composto pode causar irritação se entrar nos olhos e no trato respiratório superior (MACaerossol é 10 mg/m3).
Filmes contendo sal de sódio liberam o ingrediente ativo no ambiente alcalino do intestino. O composto é excretado do corpo humano e dos animais in alterado. Em corpos d'água para fins econômicos, a substância pertence à terceira classe de perigo (moderadamente perigosa). MPC neste caso é 2 mg/l.
