C6H12O6 คาร์บอกซีเมทิลเซลลูโลส เกลือ เกรดอาหาร CMC เคมีสำหรับสีน้ำ

คาร์บอกซีเมทิลเซลลูโลส (CMC)

ลักษณะของ CMC

คำตอบว่า CMC มีปฏิกิริยาอย่างไรเมื่อนำไปใช้ในสภาวะหรือการใช้งานที่หลากหลาย คือจุดศูนย์กลางสำคัญในการกำหนดลักษณะของ CMC ส่วนนี้จะเน้นคุณสมบัติหรือพารามิเตอร์ที่มีผลโดยตรงต่อการใช้งาน CMC หรือพฤติกรรมของผลิตภัณฑ์สุดท้ายของ CMC เช่น รีโอโลยี ความหนืด และ DS ในทางตรงกันข้าม รีโอโลยีจะกำหนดคุณสมบัติทางกายภาพและพฤติกรรมการไหลและการแตกหักของผลิตภัณฑ์สุดท้ายของ CMC (ภายใต้แรงดันที่แตกต่างกัน) อย่างไรก็ตาม คุณสมบัติทางรีโอโลยี (พฤติกรรมการไหลแบบความเค้น-ความเครียด, พฤติกรรมแบบเพรซูโดพลาสติก, พฤติกรรมแบบหนืด-ยืดหยุ่น และพฤติกรรมแบบทิกโซโทรปี) ถูกควบคุมโดยความหนืดเป็นหลัก ในทำนองเดียวกัน ความหนืดก็มีความสัมพันธ์กับ DS ของ CMC ดังนั้น ลักษณะโดยรวมของ CMC สำหรับวัตถุประสงค์การใช้งานที่หลากหลายสามารถกำหนดได้ด้วยพารามิเตอร์สำคัญสามประการที่เสนอ (รีโอโลยี ความหนืด และ DS)

คุณสมบัติทางรีโอโลยี

ระหว่างการอภิปรายเกี่ยวกับการจำแนกลักษณะของสสาร รีโอโลยีมีบทบาทสำคัญในการเชื่อมโยงการศึกษาพฤติกรรมการไหลของสสารและการเสียรูปภายใต้แรงที่กระทำ นอกจากนี้ การศึกษาทางรีโอโลยีของวัสดุยังให้แนวคิดโดยรวมเกี่ยวกับระบบการไหล เช่น ทิกโซโทรปี, เพรซูโดพลาสติก, หนืด-ยืดหยุ่น และพฤติกรรมการไหลแบบความเค้น-ความเครียด ท้ายที่สุด พฤติกรรมหรือคุณสมบัติทางรีโอโลยีเหล่านี้มีความสัมพันธ์อย่างใกล้ชิดกับโครงสร้างของระบบโพลีเมอร์ เช่น โครงสร้าง ขนาดอนุภาค ความเข้มข้น รูปร่างหรือลักษณะพื้นผิว เป็นต้น ตามการศึกษาโครงสร้าง CMC แสดงพฤติกรรมการไหลที่ซับซ้อนและน่าสนใจภายใต้การกระทำของความเค้น-ความเครียด ซึ่งส่งผลโดยตรงต่อวัตถุประสงค์การใช้งานที่หลากหลายของ CMC เช่น บรรจุภัณฑ์อาหาร การผลิตฟิล์ม หรือการเคลือบวัสดุ เป็นต้น พฤติกรรมแบบทิกโซโทรปี, เพรซูโดพลาสติก หรือหนืด-ยืดหยุ่นของ CMC มีความเกี่ยวข้องโดยตรงกับการฉีดสารแขวนลอย, สี, กาว, การแปรรูปอาหาร, เครื่องสำอาง ฯลฯ ในที่นี้ การจำแนกลักษณะทางรีโอโลยีของ CMC จะกล่าวถึงภายใต้หัวข้อย่อยดังต่อไปนี้

พฤติกรรมการไหลแบบความเค้น-ความเครียด

สำหรับการใช้งาน CMC ในวัตถุประสงค์ต่างๆ คำถามทั่วไปที่ต้องตอบคือ CMC-based materials มีการเสียรูปอย่างไรหรือเร็วแค่ไหนภายใต้แรงที่กระทำหรือสภาวะต่างๆ การศึกษาการเสียรูปของวัสดุถูกกำหนดให้เป็นปริมาณความเครียดภายใต้ความเค้นที่กระทำ ความสัมพันธ์ระหว่างความเค้น-ความเครียดของวัสดุเพื่อกำหนดพฤติกรรมการไหลยังช่วยในการกำหนด CMC ว่าเหมาะสมกับสภาวะที่ระบุหรือไม่ ในฐานะอนุพันธ์ของโพลีเมอร์ CMC มักมีพฤติกรรมเหมือนของไหลแบบนอน-นิวตัน CMC บางครั้งมีคุณสมบัติเหมือนของไหลแบบนิวตันหรือพฤติกรรมการไหลแบบหนืดที่ความเข้มข้นต่ำ ดังนั้น ตามการตรวจสอบของ Ghannam และ Esmail (1997) CMC มีลักษณะแบบนิวตันที่ 1% และแบบนอน-นิวตันที่สูงกว่า 1% (หรือ 2–5%) การตรวจสอบนี้ติดตามเส้นโค้งความเค้นเฉือน-อัตราการเฉือน ซึ่งส่วนใหญ่เป็นเส้นตรงสำหรับทุกความเข้มข้น (1–5%) ดังแสดงในเอกสารประกอบ (รูป S1a) อย่างไรก็ตาม เส้นโค้งความหนืด-อัตราการเฉือนเกือบจะเป็นแนวนอน (ต่ำกว่าหรือเท่ากับ 1%) หรือเป็นเส้นตรงที่ลดลง (สูงกว่า 1% หรือสูงถึง 5%) ดังแสดงในเอกสารประกอบ (รูป S1b) เส้นโค้งแนวนอนบ่งชี้ว่าการไหลเป็นแบบหนืดหรือมีลักษณะแบบนิวตัน เส้นโค้งที่ลดลงเรื่อยๆ กำหนดพฤติกรรมการบางตัวเนื่องจากแรงเฉือน (STB) หรือลักษณะแบบนอน-นิวตัน ซึ่งบ่งชี้ถึงพฤติกรรมการไหลที่รวดเร็วและสูงสุด คุณสมบัติอื่นๆ ของ CMC เช่น พฤติกรรมแบบทิกโซโทรปี, เพรซูโดพลาสติก และหนืด-ยืดหยุ่น มีความเชื่อมโยงอย่างสมบูรณ์กับ STB เหนือสิ่งอื่นใด STB มีบทบาทสำคัญในระหว่างการใช้งาน CMC ที่หลากหลาย ซึ่งควบคุมการผลิตฟิล์ม, บรรจุภัณฑ์, การฉีดขึ้นรูป หรือคุณสมบัติความแข็งแรงของวัสดุหลอมเหลวของ CMC