KARBOKSİMETİLSELÜLOZ, SODYUM TUZU

Selüloz türevleri, reolojiyi ve yüzey özelliklerini değiştirmek için uzun zamandır kullanılmaktadır. Selülozun karboksimetilasyonu (selüloz omurgasına karboksimetil (-CH₂COO⁻) gruplarının eklenmesi), 20. yüzyılın ilk yarısında geliştirilmiş ve deterjanlar, gıda maddeleri ve endüstriyel kullanımlar için yaygın olarak ticarileştirilmiştir.
Sodyum tuzu formu (CMC-Na) suda çözünürlüğü ve kararlılığı nedeniyle tercih edilir.
Modern endüstriyel üretim ve özel sınıflar (geniş viskozite/DS aralıkları) uygulamaya özel seçim olanağı sağlar.
CAS 9004-32-4.
Eş anlamlılar: sodyum karboksimetil selüloz; sodyum karboksimetilselüloz; selüloz, karboksimetil eter, sodyum tuzu; sodyum selüloz glikolat; selüloz zamkı; Selüloz, karboksimetil eter
Kimyasal kimlik ve yapı
Temel kimya
Omurga: Selüloz — doğrusal β(1→4)-bağlı D-glukopiranoz tekrarlayan birimler.
Modifikasyon: Anhidroglikoz birimlerindeki (AGU) bazı hidroksil grupları, karboksimetilselüloz elde etmek için karboksimetil gruplarıyla (–CH₂–COO⁻) eterleştirilir.
Sodyum tuzu formu anyonik karboksilatları dengeler.
İkame C2, C3 ve/veya C6 hidroksillerde meydana gelebilir.

İkame derecesi (DS)
DS tanımı: AGU başına ortalama ikame edilmiş hidroksil sayısı (maksimum teorik DS = 3). Tipik ticari CMC DS'si, dereceye bağlı olarak ~0,4 ile ~1,2 arasında değişir.
DS, çözünürlüğü, yük yoğunluğunu ve iyonlarla etkileşimi güçlü bir şekilde etkiler. Daha yüksek DS, anyonik yükü ve suda çözünürlüğü artırır.

Moleküler ağırlık / viskozite derecesi
CMC bir polimerdir; moleküler ağırlık (ve dağılım), hammaddeye ve işleme göre değişir. Üreticiler, CMC'yi belirli bir konsantrasyondaki çözelti viskozitesine (örneğin, %1 veya %2 a/a Brookfield viskozitesi) göre derecelendirir ve "düşük", "orta" ve "yüksek" viskozite dereceleri verir.
Mw, genellikle dereceye bağlı olarak on binlerce ile birkaç milyon g·mol⁻¹ arasında değişir.
Viskozite zincir uzunluğu ve hidrodinamik hacimle ilişkilidir.

Üretim ve imalat rotaları
İşlenmemiş içerikler

Selülozik hammaddeler: odun hamuru (yumuşak veya sert ağaç), pamuk lifleri, ağartma/arıtma sonrası tarımsal artıklar (örneğin mısır sapları).

Tipik endüstriyel sentez (eterleşme yolu)
Alkalizasyon: Selüloz, alkali bir ortamda (sodyum hidroksit, NaOH) bulamaç haline getirilir. Alkali, selülozu şişirir ve hidroksilleri nükleofilik olan alkoksit formlarına dönüştürür.
Eterleştirme: Monokloroasetik asit (MCAA, ClCH₂COOH) veya sodyum tuzu (sodyum monokloroasetat, SMCA) eklenir.
Alkoksit haloasetata saldırır, karboksimetil eter bağları oluşturur ve klorürü NaCl olarak serbest bırakır.
Reaksiyon koşulları (sıcaklık, çözücü, reaktif oranları, alkol veya izopropanol varlığı, su içeriği) DS'yi, ikame desenini ve yan ürünleri belirler.

Proses varyantları ve saflaştırma
Teknik CMC ve saflaştırılmış sınıflar: Teknik sınıflar (örneğin deterjanlar, kağıtlar) genellikle reaksiyon ve nötralizasyondan hemen sonra kullanılır; tuzlar (NaCl, sodyum glikolat) ve kalıntılar içerirler. Gıda ve ilaç sınıfları, tuzları gidermek ve kül içeriğini azaltmak için yıkama, diyaliz veya iyon değişimi ve demineralizasyon işlemlerinden geçer.
Kontrollü eterifikasyon ve ardından yapılan saflaştırma, hassas uygulamalar için gerekli olan tutarlı viskozite ve düşük safsızlıklar sağlar.

Proses kontrol parametreleri
NaOH : MCAA : Selüloz oranı — DS'yi ve yan reaksiyonların miktarını ayarlar.
Çözücü sistemi: sulu vs. su/alkol karışımları — çözünmeyi/şişmeyi ve reaksiyon kinetiğini ve nihai tozun çözünme davranışını etkiler.
Patentler, geliştirilmiş çözünme özellikleri için etanol/izopropanol karışımlarının kullanımını açıklamaktadır.

Fizikokimyasal özellikler
Fiziksel görünüm
Beyazdan kirli beyaza kadar, kokusuz toz; oldukça higroskopik.
Suda çözünerek, derecesine bağlı olarak berrak veya opalesan viskoz çözeltiler verir.

Çözünürlük
Soğuk ve sıcak suda çözünür; yaygın organik çözücülerde (metanol, etanol, aseton, kloroform) çözünmez.
Çözünürlük DS ile artarken, çapraz bağlanma veya yüksek kristallilik ile azalır. Hidrasyon davranışı (dağılım ve çözünme hızı), partikül boyutuna, viskozite derecesine ve tuz içeriğine bağlıdır.

Reoloji ve çözelti davranışı
CMC çözeltileri Newtonyen olmayan kayma incelmesi (psödoplastik) davranışı gösterir ve konsantrasyona ve molekül ağırlığına bağlı olarak tiksotropi gösterebilir.
Viskozite, konsantrasyona, DS'ye, iyonik güce ve sıcaklığa büyük ölçüde bağlıdır.
Çok değerlikli katyonların (Ca²⁺, Al³⁺) varlığı anyonik yükleri filtreler ve viskoziteyi azaltabilir veya jelleşmeyi/çapraz bağlanmayı teşvik edebilir.
Termal kararlılık
Polimerik selüloz türevi olarak termal ayrışma yüksek sıcaklıklarda (genellikle nem ve dereceye bağlı olarak >200 °C) meydana gelir.
CMC, gıda ve birçok polimer prosesinde kullanılan normal işleme sıcaklıklarında kararlıdır ancak termal ayrışma eşiklerinin üzerinde bozulur.

Analitik karakterizasyon ve kalite kontrolü
Temel kalite nitelikleri
Viskozite (çözelti): Brookfield veya diğer dönmeli viskozimetreler; genellikle belirli % a/a ve sıcaklıkta rapor edilir.
İkame derecesi (DS): Karboksil gruplarının titrasyonu, kondüktometrik titrasyon veya enstrümantal yöntemlerle (¹H / ¹³C NMR entegrasyonu) ölçülür.
Moleküler ağırlık / Mw dağılımı: Uygun dedektörlerle GPC/SEC (boyut dışlama kromatografisi) (mutlak Mw için çok açılı ışık saçılması).
Kül (inorganik kalıntı): Tuz içeriğini gösterir (NaCl, Na₂CO₃) — gıda/ilaç sınıfları için önemlidir.
Nem içeriği: Karl Fischer veya kurutmada kayıp.
Sulu çözeltinin pH'ı: kalite göstergesi.
FTIR: Karboksilat işlevselliğini (C=O gerilmesi, COO⁻ bantları) ve eter bağlarını doğrular.

Tipik test yöntemleri
Standart farmakope ve endüstri yöntemleri (örneğin, uygun olduğu durumlarda selüloz türevleri için USP/NF, EP monografileri), viskozite prosedürlerini, kül limitlerini ve kimlik testlerini açıklar. Üreticiler, viskozite, DS, pH, nem ve safsızlıkları listeleyen analiz sertifikaları (CoA) yayınlar.

KARBOKSİMETİLSELÜLOZ, SODYUM TUZU HAKKINDA GÜVENLİK BİLGİLERİ

İlk yardım önlemleri:
İlk yardım önlemlerinin açıklaması:
Genel tavsiye:
Bir doktora danışın.
Bu güvenlik bilgi formunu görevli doktora gösterin.
Tehlikeli bölgeden uzaklaşın:
 
Solunması halinde:
Solunması halinde kişiyi temiz havaya çıkarın.
Nefes almıyorsa suni teneffüs yapın.
Bir doktora danışın.
Cilt ile temas halinde:
Kirlenmiş giysilerinizi ve ayakkabılarınızı hemen çıkarın.
Bol su ve sabunla yıkayınız.
Bir doktora danışın.
 
Gözle temas halinde:
En az 15 dakika boyunca bol su ile iyice yıkayın ve bir doktora danışın.
Hastaneye nakil sırasında gözlerinizi yıkamaya devam edin.
 
Yutulması halinde:
Kusturmaya çalışmayın.
Bilinci yerinde olmayan bir kişiye asla ağızdan bir şey vermeyin.
Ağzınızı su ile çalkalayın.
Bir doktora danışın.
 
Yangınla mücadele tedbirleri:
Söndürme ortamı:
Uygun söndürme ortamı:
Su spreyi, alkole dayanıklı köpük, kuru kimyasal veya karbondioksit kullanın.
Madde veya karışımdan kaynaklanan özel tehlikeler
Karbon oksitler, Azot oksitler (NOx), Hidrojen klorür gazı
 
İtfaiyecilere tavsiyeler:
Gerektiğinde yangınla mücadele için bağımsız solunum cihazı kullanın.
Kazara salınıma karşı önlemler:
Kişisel önlemler, koruyucu ekipman ve acil durum prosedürleri
Kişisel koruyucu ekipmanlarınızı kullanın.
 
Buhar, sis veya gazını solumaktan kaçınınız.
Personeli güvenli alanlara tahliye edin.
 
Çevresel önlemler:
Güvenliyse daha fazla sızıntı veya dökülmeyi önleyin.
Ürünün giderlere kaçmasına izin vermeyiniz.
Çevreye deşarj edilmesinden kaçınılmalıdır.
 
Muhafaza ve temizleme yöntemleri ve malzemeleri:
İnert emici bir madde ile emdirin ve tehlikeli atık olarak bertaraf edin.
Uygun, kapalı kaplarda imha edilmek üzere saklayınız.
 
Taşıma ve depolama:
Güvenli kullanım için önlemler:
Buhar veya sisin solunmasından kaçınınız.
 
Herhangi bir uyumsuzluk dahil olmak üzere güvenli depolama koşulları:
Kabı sıkıca kapalı olarak kuru ve iyi havalandırılan bir yerde saklayınız.
Açılan kaplar dikkatlice tekrar kapatılmalı ve sızıntıyı önlemek için dik tutulmalıdır.
Depolama sınıfı (TRGS 510): 8A: Yanıcı, aşındırıcı tehlikeli maddeler
 
Maruziyet kontrolleri/kişisel koruma:
Kontrol parametreleri:
İşyeri kontrol parametrelerine sahip bileşenler
Mesleki maruziyet sınır değerlerine sahip hiçbir madde içermez.
Pozlama kontrolleri:
Uygun mühendislik kontrolleri:
İyi endüstriyel hijyen ve güvenlik uygulamalarına uygun şekilde kullanın.
Molalardan önce ve iş günü sonunda ellerinizi yıkayın.
 
Kişisel koruyucu ekipman:
Göz/yüz koruması:
Sıkı oturan güvenlik gözlüğü.
Yüz siperi (en az 8 inç).
NIOSH (ABD) veya EN 166(AB) gibi uygun hükümet standartlarına göre test edilmiş ve onaylanmış göz koruma ekipmanlarını kullanın.
 
Cilt koruması:
Eldivenle tutun.
Eldivenler kullanılmadan önce kontrol edilmelidir.
Uygun eldiven kullanın
Bu ürünün ciltle temas etmesini önlemek için eldivenin dış yüzeyine dokunmadan çıkarma tekniğini kullanın.
Kirlenmiş eldivenleri kullanımdan sonra yürürlükteki yasalara ve iyi laboratuvar uygulamalarına uygun şekilde atın.
Ellerinizi yıkayın ve kurulayın.
 
Tam iletişim:
Malzeme: Nitril kauçuk
Minimum katman kalınlığı: 0,11 mm
Mola süresi: 480 dk
Test edilen malzeme: Dermatril (KCL 740 / Aldrich Z677272, Beden M)
Sıçrama teması
Malzeme: Nitril kauçuk
Minimum katman kalınlığı: 0,11 mm
Mola süresi: 480 dk
Test edilen malzeme: Dermatril (KCL 740 / Aldrich Z677272, Beden M)
Herhangi bir özel kullanım senaryosuna onay verildiği şeklinde yorumlanmamalıdır.
 
Vücut Koruması:
Kimyasallara karşı koruyucu tam tulum, Koruyucu donanımın türü, belirli iş yerindeki tehlikeli maddenin konsantrasyonuna ve miktarına göre seçilmelidir.
Solunum koruması:
Risk değerlendirmesi hava temizleyici solunum cihazlarının uygun olduğunu gösteriyorsa, mühendislik kontrollerine yedek olarak çok amaçlı kombinasyon (US) veya ABEK (EN 14387) tipi solunum cihazı kartuşlu tam yüz solunum cihazı kullanın.
 
Eğer solunum cihazı tek koruma aracınızsa, tam yüz hava beslemeli bir solunum cihazı kullanın.
NIOSH (ABD) veya CEN (AB) gibi uygun hükümet standartlarına göre test edilmiş ve onaylanmış solunum cihazlarını ve bileşenlerini kullanın.
Çevresel maruziyetin kontrolü
Güvenliyse daha fazla sızıntı veya dökülmeyi önleyin.
Ürünün giderlere kaçmasına izin vermeyiniz.
Çevreye deşarj edilmesinden kaçınılmalıdır.
 
Kararlılık ve tepkime:
Kimyasal kararlılık:
Tavsiye edilen depolama koşullarında kararlıdır.
Uyumsuz malzemeler:
Güçlü oksitleyici maddeler:
Tehlikeli ayrışma ürünleri:
Yangın şartlarında tehlikeli ayrışma ürünleri oluşur.
Karbon oksitler, Azot oksitler (NOx), Hidrojen klorür gazı.
 
Bertaraf hususları:
Atık arıtma yöntemleri:
Ürün:
Fazla ve geri dönüştürülemeyen atıklarınızı lisanslı bir bertaraf şirketine sunun.
Bu materyali bertaraf etmek için lisanslı bir profesyonel atık bertaraf hizmetiyle iletişime geçin.
Kirlenmiş ambalaj:
Kullanılmayan ürün olarak atın