كربوكسي ميثيل السليلوز (CMC) في المنظفات: الدرجات والجرعات

يُضاف كربوكسي ميثيل السليلوز (CMC) إلى منظفات الغسيل بوصفه مانعًا لإعادة الترسيب: إذ يمتز على ألياف القطن وعلى جسيمات الأوساخ المنفصلة عن القماش، وتُبقي الشحنة السالبة التي يحملها هذه الأوساخ معلقة في ماء الغسيل بدلًا من أن تعود فتترسب على الملابس. وتستخدم مساحيق الغسيل CMC التقني الاقتصادي، عادةً بنسبة 0.5–2.0 % من التركيبة، بنقاوة تبلغ نحو 55–70 % ودرجة استبدال (DS) تبلغ 0.4–0.6. أما المنظفات السائلة والصابون فتستخدم أصنافًا عالية النقاوة، أساسًا للتكثيف. ويعمل CMC على القطن ومخاليط القطن، لكنه لا يعمل على البوليستر، لذا تجمع منظفات الأحمال المختلطة بينه وبين بوليمر تحرير الأوساخ.

كيف يمنع CMC إعادة ترسب الأوساخ

أثناء الغسيل، تفصل المواد الخافضة للتوتر السطحي والمواد البانية الأوساخَ الجسيمية مثل الطين والسخام والأصباغ عن القماش. ومن دون مساعدة، يترسب جزء منها مجددًا، فيتحول القطن الأبيض تدريجيًا إلى اللون الرمادي. وCMC مادة أنيونية: إذ تحمل مجموعات الكربوكسيلات فيه شحنة سالبة في ماء الغسيل القلوي. ويمتز على القطن، الذي هو نفسه سليلوز، وعلى الأوساخ المعلقة، فيحمل كلا السطحين الشحنة نفسها ويتنافران. فتبقى الأوساخ في محلول الغسيل وتخرج مع ماء الشطف.

يتراكم هذا التأثير مع تكرار الغسيل، ولهذا يُقاس على أنه حفاظ على البياض عبر عدة دورات، لا على أنه إزالة للبقع في غسلة واحدة. وتأثير CMC ضعيف في الأوساخ الزيتية وفي الألياف الاصطناعية الكارهة للماء مثل البوليستر؛ لذا تجمع منظفات الأحمال المختلطة بينه وبين بوليمر تحرير الأوساخ الذي يؤدي هذه المهمة.

أي صنف من CMC لأي منظف

صنف تقني أم CMC عالي النقاوة؟

النقاوة هي نسبة CMC الصوديوم في المنتج الجاف، مقابل كلوريد الصوديوم وجلايكولات الصوديوم المتبقيين من التفاعل. ويحتوي مسحوق الغسيل أصلًا على كبريتات الصوديوم وكربونات الصوديوم وأملاح أخرى، لذا لا تضر هذه النواتج الثانوية فيه، ويمنح الصنف التقني تأثير منع إعادة الترسيب نفسه بتكلفة أقل. أما في المنتج السائل، فيؤثر الملح في اللزوجة والشفافية والثبات، لذا تستخدم المنظفات السائلة والصابون أصنافًا مكررة.

كمية CMC الواجب إضافتها

يحتوي مسحوق الغسيل النموذجي على 0.5–2.0 % من CMC التقني. وتقع المساحيق المركزة والممتازة في الحد الأعلى من هذا النطاق، وكذلك التركيبات المخصصة للمياه العسرة أو للقطن شديد الاتساخ. ولأن الأصناف التقنية تُباع بنقاوة 55–70 %، قارنوا الأصناف على أساس المحتوى الفعال: فـ 1 % من صنف بنقاوة 60 % يوفر نحو 0.6 % من CMC الصوديوم.

في المنظفات السائلة، تُحدَّد الجرعة وفق اللزوجة التي تريدونها. أجروا سلسلة جرعات متدرجة في قاعدة التركيبة لديكم، وقيسوا اللزوجة عند درجة الحرارة التي سيُخزَّن المنتج ويُشحن عندها. فالسوائل المركزة للغسيل الشاق، ذات المحتوى العالي من المواد الخافضة للتوتر السطحي والمحتوى المنخفض من الماء، لا تترك لـ CMC مجالًا كافيًا للذوبان، لذا تحققوا من الثبات على مدى عدة أسابيع قبل التوسع في الإنتاج.

كيفية إضافة CMC إلى المساحيق والسوائل

• المساحيق المجففة بالرذاذ: أضيفوا CMC إلى معلق الخلاط (الكراتشر) قبل برج التجفيف، حيث يُبقي الصنف منخفض اللزوجة المعلقَ قابلًا للضخ، أو اخلطوه جافًا مع المسحوق الأساسي بعد البرج.
• المساحيق المخلوطة جافًا: اخلطوا CMC مع المكونات الجافة الأخرى؛ ويقلل الصنف الحبيبي الغبار والانفصال.
• السوائل: انثروا CMC في الطور المائي مع تقليب قوي قبل إضافة المواد الخافضة للتوتر السطحي والأملاح، أو رطّبوه مسبقًا في سائل غير مذيب قابل للامتزاج بالماء مثل البروبيلين جلايكول أو الجلسرين لتجنب التكتلات.
• امنحوا المحلول وقتًا كافيًا للإماهة الكاملة قبل قياس اللزوجة؛ فالأصناف عالية اللزوجة تحتاج إلى وقت أطول.

كيفية اختبار منع إعادة الترسيب

1. اغسلوا عينات قماش قياسية من القطن الأبيض مع أوساخ اصطناعية في منظفكم، مع CMC ومن دونه.
2. كرروا الاختبار لعدة دورات في ظروف ثابتة: عسر الماء، ودرجة الحرارة، والجرعة، ونسبة محلول الغسيل.
3. قيسوا البياض أو الانعكاسية قبل الغسلة الأولى وبعد الأخيرة؛ فكلما قلّ الفقد، كان منع إعادة الترسيب أفضل.
4. أضيفوا عينات قماش من البوليستر ومن مزيج القطن والبوليستر إذا كنتم تبيعون في أسواق الألياف المختلطة؛ فهي تبيّن المواضع التي يلزم فيها بوليمر تحرير الأوساخ.

يُعد ASTM D4008 دليلًا مخبريًا لهذا الاختبار، ويغطي المعيار الصيني GB/T 13174 القدرة التنظيفية وأداء الغسيل المتكرر لمنظفات الغسيل. وتعتمد النتائج اعتمادًا كبيرًا على الأوساخ والقماش المستخدمين، لذا اتفقوا عليهما، إلى جانب منظف مرجعي، قبل مقارنة الأصناف أو المورّدين.

كيفية تحديد مواصفات CMC للمنظفات

• النقاوة (المحتوى الفعال) على أساس جاف، مع طريقة الاختبار.
• اللزوجة مع تركيزها ودرجة الحرارة ومقياس اللزوجة؛ وتُحدَّد أصناف المنظفات عادةً في محلول 2 %.
• نطاق DS وpH والرطوبة.
• حجم الجسيمات، أو الشكل الحبيبي إذا كان الغبار والانسيابية مهمين على خط الإنتاج لديكم.
• شهادة تحليل مع كل تشغيلة، وعينة مرجعية من التشغيلة المعتمدة.