کربوکسی متیل سلولز

کربوکسی متیل سلولزها ترکیباتی (پلیمرهایی) هستند که به راحتی در آب حل و کاملا در آن دیسپرس می‌شوند. این پلیمرهای آب پایه به عنوان یک افزودنی چند منظوره در صنایع گوناگون، با توجه به کارای آن‌ها در نگهداری آب، تعلیق کردن و پایدار نگه‌داشتن ذرات معلق و تنظیم رئولوژی کاربرد دارند.

کربوکسی متیل سلولز (Carboxymethyl cellulose) یا سلولوز گام از مشتقات سلولز است که از استخلاف شدن گروه‌های کربوکسی متیل (-CH2-COOH) به‌جای برخی از گروه‌های هیدروکسیل (-OH) بدست می‌آید.

کربوکسی متیل سلولز یکی از مشتقات سلولز است. در این ماده که به اختصار CMC نامیده می‌شود، گروه‌های کربوکسی متیل به برخی از گروه‌های هیدروکسیل مونومرهای سلولز یعنی گلوکوپیرانوزها متصل شده‌اند. گلوکزها که در سلولز به شکل گلوکوپیرانوز مشاهده می‌شوند، ستون فقرات این پلی‌مر را تشکیل می‌دهند. این ماده معمولاً به شکل نمک سدیمی آن یعنی سدیم کربوکسی متیل سلولز استفاده می‌شود.

این ماده در صنایع کاشی‌ و سرامیک به عنوان تثبیت‌کننده جلا، نگهدارنده و جذب کننده‌‍‌ی آب، تشکیل دهنده‌ی لایه، غلظت دهنده و بهبود دهنده‌ی استحکام قطعه قالب شده استفاده می‌شود. این ماده در شکل گیری و چسبندگی بین لعاب و چینی، ملات نسوز و همچنین زیبایی و درخشندگی محصول نهایی تاثیر گذار است. استفاده از این ماده باعث می‌شود که محصولات بدون هیچگونه ترک و حباب باشند و در نتیجه به شکل زیباتری تولید شوند. استفاده از این ماده همچنین قدرت چسبندگی را نیز افزایش می‌دهد و باعث شکل‌پذیری آسان و افزایش استحکام محصول تا 2 یا 3 برابر می‌شود. افزودن این ماده قدرت پخش‌شوندگی لعاب را نیز بهبود می‌بخشد.

کربوکسی متیل سلولز می‌تواند به عنوان غلظت‌دهنده، امولسیون‌کننده، نگهدارنده و جذب‌کننده آب، تثبیت‌کننده وعامل حفظ شکل و ظاهر (رئولوژی) عمل نماید و به دلیل داشتن چنین ویژگی‌هایی،CMC می‌تواند به جای ژلاتین و مواد دیگر استفاده شود . این ماده نه تنها از لحاظ اقتصادی به صرفه است بلکه، باعث حفظ طعم واقعی و تازگی غذا می‌شود و در نهایت مدت زمان قابل مصرف بودن ماده غذایی را بالا می‌برد. کربوکسی متیل سلولز هم اکنون یکی از ضروری‌ترین افزودنی‌های خوراکی محسوب می‌شود که به طور گسترده‌ای در بستنی با کیفیت بالا (جهت مقاومت در برابر ذوب شدن)، انواع شیرینی، بیسکویت، کیک، کلوچه، آب‌نبات، آبمیوه‌ها، نوشیدنی‌های مایع، محصولات لبنی و گوشتی، غذاهای منجمد، ماکارونی‌های فوری، کنسروها و کمپوتهای میوه استفاده می‌گردد. یکی از کاربردهای مهم CMC پایداری و محافظت از پروتئین‌ها به وی‍ژه پروتئین سبوس است. علاوه بر اینها، با توجه به اینکه CMC یک پلی ساکارید کم کالری است، در مواد غذایی رژیمی و کم کالری مانند نانهای رژیمی، نوشیدنی های رژیمی و سس‌های رژیمی کاربرد دارد.

کربوکسی متیل سلولز به عنوان عامل کنترل ویسکوزیته در رنگ‌های امولسیونی و لاتکسی، پایدار کننده سوسپانسیون و پایدار کننده ذرات کلوئیدی قابل استفاده است. حضور این ماده در رنگ موجب روان شدن ودر نتیجه بهبود حرکت قلم‌مو اثر می‌شود. یکی دیگر از کاربردهای این ماده استفاده از آن در رنگ‌های محلول به عنوان ماده‌ای برای پر کردن منافذ موجود در سطوح منفذدار مانند سطح دیوار گچی است.

CMC در صنعت چاپ، به خصوص در چاپ به روش لیتوگرافی با توجه به ویژگیهای شیمیایی خود دارای دو اثر است.الف) ایجاد یک فیلم یکنواخت بر روی سطوح مختلف به عنوان یک عامل محافظ آبدوست بر روی سطوح چاپ شده عمل می­‌کند

ب) با توجه به ماهیت آبدوست کربوکسی متیل سلولز یا سی ام سی، در جوهرهای پایه آبی به عنوان قوام دهنده و غلیظ کننده می‌­تواند استفاده شود.

به طور کلی این ماده عامل حجم‌دهنده خوبی برای مواد پرکننده در صنعت رنگ، نگهدارنده و جذب کننده آب، تشکیل دهنده لایه، تعلیق‌ساز ذرات، نگهدارنده رنگ، غلظت‌دهنده، تثبیت‌کننده و یکنواخت ‌کننده مناسبی است که به همین دلایل امروزه در صنعت رنگ و رزین مورد استفاده قرار می‌گیرد.

صنایع دارویی و آرایشی

خواص و ویژگی­‌هایی چون تعلیق‌سازی ذرات، ابقای رنگ، محافظت از پوست، پراکندگی یکدست، زدایندگیی چرک و لکه، غلظت‌بخشی، تثبیت کنندگی، روان‌سازی و یکدست‌کنندگی سبب شده‌اند که از کربوکسی متیل سلولز یا سی ام سی در مصارف آرایشی و دارویی استفاده شود.

از کربوکسی متیل سلولز یا سی ام سی به دلیل مزه، طعم، جلا دهنده‌گی و خواص پایدارکنندگی سوسپانسیون در تولید خمیردندان، به دلیل پایدارکنندگی امولسیون، ایجاد یک لایه یکدست و غلظت دهندگی، در کرم‌های دست و لوسیون­‌ها استفاده می‌شود. از دیگر کاربردهای این ماده در این صنعت می‌توان به کاربرد آن در شامپوها به دلیل خاصیت پایدار کنندگی کف تولید شده و افزایش قابل توجه میزان آبدوستی ماده شوینده و همچنین کاربرد آن در قرص‌های دارویی به دلیل آب دوستی و عمل متورم کردن، اشاره نمود.

صنعت نساجی

خواص و ویژگی‌­های کربوکسی متیل سلولز باعث شده که از این محصول در صنعت نساجی نیز استفاده شود. از جمله این خواص ویژه می‌توان به: قابلیت هماهنگ کنندگی تار و پود، نگهداری و جذب آب، غلظت دهندگی در خمیرهای چاپ بر روی منسوجات پارچه‌­ای، ماده اولیه در فرایندهای مختلف تکمیل پارچه ، ایجاد چسبندگی مناسب برای الیاف و ایجاد استحکام و مقاومت در برابر فرسودگی اشاره نمود. شاید عام ترین و آشناترین کاربرد این ماده در صنایع نساجی، استفاده از آن به عنوان آهار برای سفت و استوار کردن بخش‌­هایی از پارچه مانند یقه کت و پیراهن‌­های مردانه باشد.

با استفاده از کربوکسی متیل سلولز یا سی ام سی در ساختار پارچه‌هایی که با الیاف نخی و کتان هستند، می‌توان این البسه را از لحاظ وزنی سبک نمود و مانع از بین رفتن و فساد آنها شد. این ماده به عنوان ماده اولیه در خلال فرآیند چاپ (به طور خاص چاپ سیلک) مخصوصاً به روی پارچه‌های ابریشمی، به کار می‌رود.