Karboksimetilselulosa (CMC) merupakan aditif fungsional yang banyak digunakan di berbagai industri seperti makanan, farmasi, pembuatan kertas, tekstil, dan pertambangan. Ini berasal dari selulosa alami, yang melimpah pada tumbuhan dan bahan biologis lainnya. CMC adalah polimer yang larut dalam air dengan sifat unik termasuk viskositas, hidrasi, daya rekat, dan daya rekat.
Karakteristik CMC
CMC merupakan turunan selulosa yang dimodifikasi secara kimia dengan memasukkan gugus karboksimetil ke dalam strukturnya. Modifikasi ini meningkatkan kelarutan dan hidrofilisitas selulosa, sehingga meningkatkan fungsionalitas. Sifat CMC bergantung pada derajat substitusi (DS) dan berat molekul (MW). DS didefinisikan sebagai jumlah rata-rata gugus karboksimetil per unit glukosa dalam tulang punggung selulosa, sedangkan MW mencerminkan ukuran dan distribusi rantai polimer.
Salah satu sifat utama CMC adalah kelarutannya dalam air. CMC mudah larut dalam air, membentuk larutan kental dengan sifat pseudoplastik. Perilaku reologi ini dihasilkan dari interaksi antarmolekul antar molekul CMC, yang mengakibatkan penurunan viskositas akibat tegangan geser. Sifat pseudoplastik dari larutan CMC membuatnya cocok untuk berbagai aplikasi seperti pengental, stabilisator, dan zat pensuspensi.
Karakteristik penting lainnya dari CMC adalah kemampuannya dalam membentuk film. Solusi CMC dapat dicetak menjadi film dengan sifat mekanik, transparansi, dan fleksibilitas yang sangat baik. Film-film ini dapat digunakan sebagai pelapis, laminasi dan bahan pengemas.
Selain itu, CMC mempunyai sifat pengikatan dan pengikatan yang baik. Ini membentuk ikatan yang kuat dengan berbagai permukaan, termasuk kayu, logam, plastik dan kain. Properti ini menyebabkan penggunaan CMC dalam produksi pelapis, perekat dan tinta.
Viskositas CMC
Viskositas larutan CMC bergantung pada beberapa faktor seperti konsentrasi, DS, MW, suhu, dan pH. Secara umum, larutan CMC menunjukkan viskositas yang lebih tinggi pada konsentrasi, DS, dan MW yang lebih tinggi. Viskositas juga meningkat dengan menurunnya suhu dan pH.
Viskositas larutan CMC dikendalikan oleh interaksi antara rantai polimer dan molekul pelarut dalam larutan. Molekul CMC berinteraksi dengan molekul air melalui ikatan hidrogen, membentuk cangkang hidrasi di sekitar rantai polimer. Cangkang hidrasi ini mengurangi mobilitas rantai polimer, sehingga meningkatkan viskositas larutan.
Perilaku reologi larutan CMC dicirikan oleh kurva aliran, yang menggambarkan hubungan antara tegangan geser dan laju geser larutan. Larutan CMC menunjukkan perilaku aliran non-Newtonian, yang berarti viskositasnya berubah seiring laju geser. Pada laju geser yang rendah, viskositas larutan CMC semakin tinggi, sedangkan pada laju geser yang tinggi, viskositasnya menurun. Perilaku penipisan geser ini disebabkan oleh penyelarasan dan peregangan rantai polimer di bawah tekanan geser, yang mengakibatkan berkurangnya gaya antarmolekul antar rantai dan penurunan viskositas.
Penerapan CMC
CMC banyak digunakan di berbagai bidang karena sifat unik dan perilaku reologinya. Dalam industri makanan, CMC digunakan sebagai pengental, penstabil, pengemulsi dan perbaikan tekstur. Itu ditambahkan ke makanan seperti es krim, minuman, saus dan makanan yang dipanggang untuk meningkatkan tekstur, konsistensi dan umur simpannya. CMC juga mencegah pembentukan kristal es pada makanan beku, sehingga menghasilkan produk yang halus dan lembut.
Dalam industri farmasi, CMC digunakan sebagai bahan pengikat, penghancur dan zat pelepas terkontrol dalam formulasi tablet. Meningkatkan kompresibilitas dan fluiditas bubuk dan memastikan keseragaman dan stabilitas tablet. Karena sifat mukoadhesif dan bioadhesifnya, CMC juga digunakan sebagai eksipien dalam formulasi oftalmik, hidung, dan oral.
Dalam industri kertas, CMC digunakan sebagai aditif ujung basah, pengikat pelapis dan bahan pengepres ukuran. Ini meningkatkan retensi dan drainase pulp, meningkatkan kekuatan dan kepadatan kertas, dan memberikan permukaan yang halus dan berkilau. CMC juga bertindak sebagai penghalang air dan minyak, mencegah tinta atau cairan lain menembus kertas.
Dalam industri tekstil, CMC digunakan sebagai bahan perekat, pengental pencetakan, dan bahan pembantu pencelupan. Ini meningkatkan daya rekat serat, meningkatkan penetrasi dan fiksasi warna, serta mengurangi gesekan dan kerutan. CMC juga memberikan kelembutan dan kekakuan pada kain, bergantung pada DS dan MW polimer.
Dalam industri pertambangan, CMC digunakan sebagai flokulan, inhibitor dan pengubah reologi dalam pengolahan mineral. Hal ini meningkatkan pengendapan dan filtrasi padatan, meminimalkan pemisahan dari gangue batubara, dan mengontrol viskositas dan stabilitas suspensi. CMC juga mengurangi dampak lingkungan dari proses penambangan dengan meminimalkan penggunaan bahan kimia beracun dan air.
sebagai kesimpulan
CMC adalah aditif serbaguna dan berharga yang menunjukkan sifat dan viskositas unik karena struktur kimia dan interaksinya dengan air. Kelarutannya, kemampuan pembentukan film, sifat pengikatan dan adhesi membuatnya cocok untuk berbagai aplikasi di sektor makanan, farmasi, kertas, tekstil dan pertambangan. Viskositas larutan CMC dapat dikontrol oleh beberapa faktor, seperti konsentrasi, DS, MW, suhu, dan pH, serta dapat dicirikan oleh perilaku pseudoplastik dan penipisan gesernya. CMC mempunyai dampak positif terhadap kualitas, efisiensi dan keberlanjutan produk dan proses, menjadikannya bagian penting dari industri modern.
Waktu posting: 25 Sep-2023