Carboximetilcelulosa (CMC) para detergente: grados y dosis

La carboximetilcelulosa (CMC) se agrega a los detergentes para ropa como agente antirredeposición: se adsorbe sobre las fibras de algodón y sobre las partículas de suciedad desprendidas de la tela, y la carga negativa que porta mantiene esa suciedad en suspensión en el agua de lavado en lugar de dejar que vuelva a depositarse sobre la ropa. Los detergentes en polvo usan CMC de grado técnico, económica, normalmente al 0.5–2.0 % de la fórmula, con una pureza de aproximadamente 55–70 % y un grado de sustitución (DS) de 0.4–0.6. Los detergentes líquidos y los jabones usan grados de alta pureza, principalmente para espesar. La CMC actúa sobre el algodón y sus mezclas, pero no sobre el poliéster, por lo que los detergentes para cargas mixtas la combinan con un polímero liberador de suciedad.

Cómo evita la CMC la redeposición de la suciedad

Durante el lavado, los tensioactivos y los coadyuvantes (builders) desprenden de la tela la suciedad particulada, como arcilla, hollín y pigmentos. Sin ayuda, parte de ella vuelve a depositarse y el algodón blanco se agrisa lentamente. La CMC es aniónica: sus grupos carboxilato tienen carga negativa en el agua de lavado alcalina. Se adsorbe sobre el algodón, que es en sí mismo celulosa, y sobre la suciedad en suspensión, de modo que ambas superficies tienen la misma carga y se repelen. La suciedad permanece en el baño de lavado y se elimina con el agua de enjuague.

El efecto se acumula con los lavados repetidos; por eso se mide como retención de blancura a lo largo de varios ciclos y no como eliminación de manchas en un solo lavado. La CMC tiene poco efecto sobre la suciedad grasa y sobre las fibras sintéticas hidrófobas como el poliéster; los detergentes para cargas mixtas la combinan con un polímero liberador de suciedad que cumple esa función.

Qué grado de CMC para cada detergente

¿CMC de grado técnico o de alta pureza?

La pureza es la proporción del producto seco que corresponde a CMC sódica y no al cloruro de sodio ni al glicolato de sodio que deja la reacción. Un detergente en polvo ya contiene sulfato de sodio, carbonato de sodio y otras sales, por lo que estos subproductos no causan daño en él, y un grado técnico aporta el mismo efecto antirredeposición por menos dinero. En un líquido, la sal afecta la viscosidad, la transparencia y la estabilidad, por lo que los detergentes líquidos y los jabones usan grados refinados.

Cuánta CMC agregar

Un detergente en polvo típico contiene 0.5–2.0 % de CMC técnica. Los polvos compactos y premium se sitúan en el extremo superior, al igual que las fórmulas para agua dura o para algodón muy sucio. Como los grados técnicos se venden con una pureza del 55–70 %, compare los grados por contenido activo: 1 % de un grado al 60 % aporta aproximadamente 0.6 % de CMC sódica.

En los detergentes líquidos, la dosis la determina la viscosidad que se busca. Realice una serie de dosis escalonadas en su propia base y mida la viscosidad a la temperatura a la que el producto se almacenará y transportará. Los líquidos concentrados de alto rendimiento, con alto contenido de tensioactivos y poca agua, dejan poco margen para que la CMC se disuelva, así que verifique la estabilidad durante varias semanas antes de escalar.

Cómo agregar CMC a polvos y líquidos

• Polvos secados por aspersión: agregue la CMC a la pasta del crutcher antes de la torre, donde un grado de baja viscosidad mantiene la pasta bombeable, o mézclela en seco con el polvo base después de la torre.
• Polvos mezclados en seco: mezcle la CMC con los demás ingredientes secos; un grado granulado reduce el polvo y la segregación.
• Líquidos: espolvoree la CMC en la fase acuosa con agitación intensa antes de agregar los tensioactivos y las sales, o humedézcala previamente en un no solvente miscible en agua, como propilenglicol o glicerina, para evitar grumos.
• Deje que la hidratación sea completa antes de medir la viscosidad; los grados de alta viscosidad necesitan más tiempo.

Cómo ensayar la antirredeposición

1. Lave probetas normalizadas de algodón blanco junto con una suciedad artificial en su detergente, con y sin CMC.
2. Repita durante varios ciclos en condiciones fijas: dureza del agua, temperatura, dosis y relación de baño.
3. Mida la blancura o la reflectancia antes del primer lavado y después del último; cuanto menor sea la pérdida, mejor será la antirredeposición.
4. Agregue probetas de tela de poliéster y de algodón–poliéster si vende en mercados de fibras mixtas; muestran dónde se necesita un polímero liberador de suciedad.

ASTM D4008 es una guía de laboratorio para este ensayo, y la norma china GB/T 13174 cubre el poder detergente y el desempeño en ciclos de lavado de los detergentes para ropa. Los resultados dependen en gran medida de la suciedad y la tela utilizadas, así que acuérdelas, junto con un detergente de referencia, antes de comparar grados o proveedores.

Cómo especificar la CMC para detergentes

• Pureza (contenido activo) en base seca, con el método de ensayo.
• Viscosidad con su concentración, temperatura y viscosímetro; los grados para detergentes suelen especificarse en solución al 2 %.
• Rango de DS, pH y humedad.
• Tamaño de partícula, o una forma granulada si el polvo y la fluidez son importantes en su línea.
• Un certificado de análisis con cada lote y una muestra de retención del lote aprobado.