Характеристика КМЦ у нас в стране проводится по двум показателям: степени замещения (СЗ) и степени полимеризации (СП). Степень замещения показывает количество карбоксиметиленовых групп, присоединившихся к 100 элементарным звеньям целлюлозы. Степень полимеризации характеризует среднестатистическое число элементарных звеньев в макромолекуле. Низкозамещенные полимеры имеют СЗ=40-60; к полианионной целлюлозе (ПАЦ) относят полимеры со СЗ=90-130. Экспериментально были получены образцы КМЦ со СЗ=200-220, но в промышленности полимеры с такой степенью замещения не выпускают.
Характеристика КМЦ у нас в стране проводится по двум показателям: степени замещения (СЗ) и степени полимеризации (СП). Степень замещения показывает количество карбоксиметиленовых групп, присоединившихся к 100 элементарным звеньям целлюлозы. Степень полимеризации характеризует среднестатистическое число элементарных звеньев в макромолекуле. Низкозамещенные полимеры имеют СЗ=40-60; к полианионной целлюлозе (ПАЦ) относят полимеры со СЗ=90-130. Экспериментально были получены образцы КМЦ со СЗ=200-220, но в промышленности полимеры с такой степенью замещения не выпускают.
Мольное отношение целлюлоза : NaOH : Na-МХУК обычно составляет 1:1,2:1,6 (для механо-химической технологии). При этом получают степень замещения, как правило, больше 80.
Для получения ПАЦ соотношение реагентов составляет 1:1,8(2,0):2,2(2,5). Процесс проводят в спиртовой среде, строго соблюдая временной (1,5-2 ч) и температурный (60-70ºС) режимы карбоксиметилирования.
Фрагмент структуры полианионной целлюлозы (Na-ПАЦ)
(Na-КМЦ)
(Na-ПАЦ)
КМЦ
ПАЦ
СЗ
70-85
90-150
СП
400-800 (750)
100-1500 (до 2000)
У ПАЦ бóльшее число карбоксиметиленовых групп (полианионная целлюлоза), чем у Na-КМЦ
Зная степень полимеризации n, можно рассчитать среднюю молекулярную массу КМЦ.
Масса макромолекулы Na-КМЦ зависит от двух факторов: от степени полимеризации исходной целлюлозы и от режима карбоксиметилирования целлюлозы. Наибольшую степень полимеризации имеет хлопковая целлюлоза, для нее n=2000. В процессе карбоксиметилирования при повышении температуры и в присутствии щелочи идет деструкция макромолекул целлюлозы. В результате получаем Na-КМЦ с меньшей степенью полимеризации, чем исходная целлюлоза.
