Carboximetilcelulose (CMC) em detergentes: graus e dosagem

A carboximetilcelulose (CMC) é adicionada aos detergentes para roupas como agente antirredeposição: ela se adsorve nas fibras de algodão e nas partículas de sujeira removidas do tecido, e a carga negativa que carrega mantém essa sujeira em suspensão na água de lavagem, em vez de deixá-la voltar a se depositar nas roupas. Os detergentes em pó usam CMC grau técnico, mais econômica, normalmente a 0.5–2.0 % da formulação, com pureza de cerca de 55–70 % e grau de substituição (DS) de 0.4–0.6. Os detergentes e sabonetes líquidos usam graus de alta pureza, principalmente para espessar. A CMC atua em algodão e em misturas de algodão, mas não em poliéster; por isso, os detergentes para cargas mistas a combinam com um polímero soil release.

Como a CMC evita a redeposição da sujeira

Durante a lavagem, os tensoativos e os builders removem do tecido a sujeira particulada, como argila, fuligem e pigmentos. Sem ajuda, parte dela se redeposita e o algodão branco fica acinzentado aos poucos. A CMC é aniônica: seus grupos carboxilato têm carga negativa na água de lavagem alcalina. Ela se adsorve no algodão, que também é celulose, e na sujeira em suspensão, de modo que as duas superfícies ficam com a mesma carga e se repelem. A sujeira permanece no banho de lavagem e sai com a água de enxágue.

O efeito se acumula ao longo de lavagens repetidas; por isso, é medido como manutenção da brancura ao longo de vários ciclos, e não como remoção de manchas em uma única lavagem. A CMC tem pouco efeito sobre sujeiras oleosas e sobre fibras sintéticas hidrofóbicas, como o poliéster; os detergentes para cargas mistas a combinam com um polímero soil release que cumpre essa função.

Qual grau de CMC para cada detergente

CMC grau técnico ou de alta pureza?

A pureza é a fração do produto seco que corresponde a CMC sódica, e não ao cloreto de sódio e ao glicolato de sódio deixados pela reação. Um detergente em pó já contém sulfato de sódio, carbonato de sódio e outros sais; por isso, esses subprodutos não causam prejuízo nele, e um grau técnico proporciona o mesmo efeito antirredeposição por menos dinheiro. Em um líquido, o sal afeta a viscosidade, a transparência e a estabilidade; por isso, os detergentes e sabonetes líquidos usam graus refinados.

Quanta CMC adicionar

Um detergente em pó típico contém 0.5–2.0 % de CMC técnica. Os pós compactos e premium ficam na parte superior da faixa, assim como as formulações para água dura ou algodão muito sujo. Como os graus técnicos são vendidos com pureza de 55–70 %, compare os graus pelo teor ativo: 1 % de um grau a 60 % fornece cerca de 0.6 % de CMC sódica.

Em detergentes líquidos, a dosagem é definida pela viscosidade desejada. Faça uma série de dosagens crescentes na sua própria base e meça a viscosidade na temperatura em que o produto será armazenado e transportado. Detergentes líquidos concentrados para serviço pesado, com alto teor de tensoativos e baixo teor de água, deixam pouco espaço para a CMC se dissolver; por isso, verifique a estabilidade ao longo de várias semanas antes de aumentar a escala.

Como adicionar a CMC a pós e líquidos

• Pós atomizados: adicione a CMC à pasta do crutcher antes da torre, onde um grau de baixa viscosidade mantém a pasta bombeável, ou misture-a a seco ao pó-base após a torre.
• Pós misturados a seco: misture a CMC com os demais ingredientes secos; um grau granulado reduz o pó e a segregação.
• Líquidos: polvilhe a CMC na fase aquosa sob agitação intensa antes de adicionar os tensoativos e os sais, ou faça a pré-umectação em um não solvente miscível em água, como propilenoglicol ou glicerina, para evitar grumos.
• Aguarde a hidratação completa antes de medir a viscosidade; os graus de alta viscosidade precisam de mais tempo.

Como ensaiar a antirredeposição

1. Lave amostras de tecido padrão de algodão branco junto com uma sujeira artificial no seu detergente, com e sem CMC.
2. Repita por vários ciclos em condições fixas: dureza da água, temperatura, dosagem e relação de banho.
3. Meça a brancura ou a refletância antes da primeira lavagem e após a última; quanto menor a perda, melhor a antirredeposição.
4. Inclua amostras de tecido de poliéster e de algodão–poliéster se você vende para mercados de fibras mistas; elas mostram onde é necessário um polímero soil release.

A ASTM D4008 é um guia de laboratório para este ensaio, e a norma chinesa GB/T 13174 trata da detergência e do desempenho em ciclos de lavagem de detergentes para roupas. Os resultados dependem muito da sujeira e do tecido utilizados; por isso, defina-os de comum acordo, junto com um detergente de referência, antes de comparar graus ou fornecedores.

Como especificar a CMC para detergentes

• Pureza (teor ativo) em base seca, com o método de ensaio.
• Viscosidade com a respectiva concentração, temperatura e viscosímetro; os graus para detergentes costumam ser especificados em solução a 2 %.
• Faixa de DS, pH e umidade.
• Granulometria, ou forma granulada se a formação de pó e a fluidez forem importantes na sua linha.
• Um certificado de análise com cada lote e uma amostra de retenção do lote aprovado.