كربوكسي ميثيل السليلوز (CMC) هو بوليمر مشتق من السليلوز الطبيعي، وهو المكون الرئيسي لجدران الخلايا النباتية. يتم إنتاج CMC عن طريق إدخال مجموعات الكربوكسي ميثيل (-CH₂-COOH) إلى بعض مجموعات الهيدروكسيل الموجودة على وحدات الجلوكوز التي تشكل سلسلة السليلوز. غالبًا ما يُستخدم CMC في شكل ملح الصوديوم، المعروف باسم صوديوم كربوكسي ميثيل السليلوز.

الاستخدامات والفوائد المتعددة

تتعدد استخدامات كربوكسي ميثيل السليلوز (CMC) بشكل كبير عبر مجموعة واسعة من الصناعات، وذلك بفضل خصائصه الفريدة التي تشمل القدرة على التكثيف، التثبيت، الاستحلاب، والربط. هذه الخصائص تجعله مكونًا لا غنى عنه في العديد من المنتجات.

المواصفات الفنية

تُحدد جودة وأداء كربوكسي ميثيل السليلوز (CMC) من خلال عدة مواصفات فنية رئيسية، والتي تؤثر بشكل مباشر على تطبيقاته المختلفة:

المواصفة	النطاق	التأثير
درجة الاستبدال (DS)	0.4 – 1.5	تؤثر على الذوبانية واللزوجة
اللزوجة	متغيرة	تحدد سماكة المحلول
درجة البلمرة (DP)	متغيرة	تؤثر على طول سلسلة البوليمر
النقاء	عالي	يضمن السلامة والفعالية

درجة الاستبدال (DS)

تُعرف درجة الاستبدال بأنها متوسط عدد مجموعات الكربوكسي ميثيل المرتبطة بكل وحدة جلوكوز لا مائية في سلسلة السليلوز. تتراوح قيمة DS عادةً بين 0.4 و 1.5. تؤثر درجة الاستبدال بشكل كبير على خصائص CMC، فكلما زادت قيمة DS، زادت قابلية CMC للذوبان في الماء وزادت لزوجة محاليله المائية.

اللزوجة

تُعد اللزوجة من أهم الخصائص الفنية لـ CMC، وهي تعكس مقاومة المحلول للتدفق. تعتمد لزوجة محلول CMC بشكل أساسي على درجة البلمرة للسليلوز الأصلي، وتركيز CMC في المحلول، ودرجة الحرارة.

طرق الإنتاج

يتم إنتاج كربوكسي ميثيل السليلوز (CMC) من السليلوز الطبيعي، والذي يُشتق عادةً من لب الخشب أو ألياف القطن. تتضمن عملية الإنتاج الرئيسية خطوتين أساسيتين:

القلوية (Alkalization)

في هذه الخطوة، يُعالج السليلوز بمحلول قلوي قوي، عادةً هيدروكسيد الصوديوم. يؤدي ذلك إلى تضخم ألياف السليلوز وتنشيط مجموعات الهيدروكسيل، مما يجعلها أكثر تفاعلية.

الأسترة (Etherification)

بعد القلوية، يُفاعل السليلوز القلوي مع حمض أحادي كلورو الخليك أو ملح الصوديوم الخاص به. يحدث تفاعل الأسترة، حيث ترتبط مجموعات الكربوكسي ميثيل بمجموعات الهيدروكسيل النشطة على سلسلة السليلوز، مكونة كربوكسي ميثيل السليلوز.