Carboximetilcelulosa de sodio (también conocido como: carboximetilcelulosa de sodio, carboximetil celaCMC, Carboximetilo, la celulosa sodio, la sal de sodio de la caboxi metilelulosa) es la cantidad más utilizada y la mayor cantidad utilizada en el mundo actual de la celulosa.
CMC-NA para abreviar, es un derivado de celulosa con un grado de polimerización de glucosa de 100-2000, y una masa molecular relativa de 242.16. Polvo blanco fibroso o granular. Odoro, insípido, insípido, higroscópico, insoluble en solventes orgánicos.
Propiedades básicas
1. Estructura molecular de carboximetilcelulosa de sodio (CMC)
Fue producido por primera vez por Alemania en 1918, y fue patentado en 1921 y apareció en el mundo. Desde entonces, la producción comercial se ha logrado en Europa. En ese momento, solo era un producto crudo, utilizado como coloide y carpeta. De 1936 a 1941, la investigación de aplicaciones industriales de la carboximetilcelulosa de sodio fue bastante activa, y se inventaron varias patentes inspiradoras. Durante la Segunda Guerra Mundial, Alemania usó carboximetilcelulosa de sodio en detergentes sintéticos. Hércules hizo carboximetilcelulosa de sodio por primera vez en los Estados Unidos en 1943, y produjo carboximetilcelulosa refinada en 1946, que fue reconocido como un aditivo alimentario seguro. Mi país comenzó a adoptarlo en la década de 1970, y fue ampliamente utilizado en la década de 1990. Es la cantidad más utilizada y la mayor cantidad de celulosa del mundo de hoy.
Fórmula estructural: C6H7O2 (OH) 2och2coona Fórmula molecular: C8H11O7NA
Este producto es la sal de sodio de la celulosa carboximetil éter, una fibra aniónica
2. Apariencia de carboximetilcelulosa de sodio (CMC)
Este producto es la sal de sodio de la celulosa carboximetil éter, un éter de celulosa aniónica, polvo fibroso blanco o gránulo blanco o lácto, densidad 0.5-0.7 g/cm3, casi inodoro, insípido, higroscópico. Es fácil dispersar en el agua para formar una solución coloidal transparente, y es insoluble en solventes orgánicos como el etanol [1]. El pH de la solución acuosa al 1% es 6.5-8.5, cuando el pH> 10 o <5, la viscosidad del mucílago disminuye significativamente, y el rendimiento es el mejor cuando el pH = 7. Estable al calor, la viscosidad se eleva rápidamente por debajo de 20 ° C, y cambia lentamente a 45 ° C. El calentamiento a largo plazo por encima de los 80 ° C puede desnudar el coloide y reducir significativamente la viscosidad y el rendimiento. Es fácilmente soluble en agua, y la solución es transparente; Es muy estable en solución alcalina, pero se hidroliza fácilmente cuando encuentra ácido, y precipitará cuando el valor de pH sea 2-3, y también reaccionará con sales metálicas polivalentes.
El propósito principal
Se utiliza como espesante en la industria alimentaria, como portador de drogas en la industria farmacéutica, y como aglutinante y agente anti-redeposición en la industria química diaria. En la industria de la impresión y el teñido, se utiliza como un coloide protector para los agentes del dimensionamiento y las pastas de impresión. En la industria petroquímica, se puede utilizar como un componente del fluido de fracturación de recuperación de petróleo. [2]
Incompatibilidad
La carboximetilcelulosa de sodio es incompatible con soluciones ácidas fuertes, sales de hierro solubles y algunos otros metales como el aluminio, el mercurio y el zinc. Cuando el pH es inferior a 2, y cuando se mezcla con etanol al 95%, se producirá precipitación.
La carboximetilcelulosa de sodio puede formar coaglomerados con gelatina y pectina, y también puede formar complejos con colágeno, lo que puede precipitar ciertas proteínas cargadas positivamente.
artesanía
CMC suele ser un compuesto de polímero aniónico preparado por la celulosa natural con álcali cáustico y ácido monocloroacético, con un peso molecular de 6400 (± 1 000). Los subproductos principales son el cloruro de sodio y el glicolato de sodio. CMC pertenece a la modificación de celulosa natural. La Organización de las Naciones Unidas para Alimentos y Agricultura (FAO) y la Organización Mundial de la Salud (OMS) la han llamado oficialmente "celulosa modificada".
Los principales indicadores para medir la calidad de CMC son el grado de sustitución (DS) y la pureza. En general, las propiedades de CMC son diferentes si el DS es diferente; Cuanto mayor sea el grado de sustitución, más fuerte es la solubilidad y mejor será la transparencia y la estabilidad de la solución. Según los informes, la transparencia de CMC es mejor cuando el grado de sustitución es 0.7-1.2, y la viscosidad de su solución acuosa es la más grande cuando el valor de pH es 6-9. Para garantizar su calidad, además de la elección del agente de eterificación, también deben considerarse algunos factores que afectan el grado de sustitución y pureza, como la relación entre la cantidad de álcali y el agente de eterificación, el tiempo de eterificación, el contenido de agua en el sistema, la temperatura, el valor de pH, la concentración de la solución y la sal, etc.
status quo
Para resolver la escasez de materias primas (algodón refinado de algodón de algodón), en los últimos años, algunas unidades de investigación científica en mi país han cooperado con empresas para utilizar de manera integral la paja de arroz, algodón molido (algodón de desechos) y cuajas de frijoles para producir CMC con éxito. El costo de producción se reduce considerablemente, lo que abre una nueva fuente de materias primas para la producción industrial de CMC y se da cuenta de la utilización integral de los recursos. Por un lado, el costo de producción se reduce y, por otro lado, CMC se está desarrollando hacia una mayor precisión. La investigación y el desarrollo de CMC se centran principalmente en la transformación de la tecnología de producción existente y la innovación del proceso de fabricación, así como nuevos productos CMC con propiedades únicas, como el "método de la calmada de solventes" [3] que se ha desarrollado con éxito en el extranjero y ha sido ampliamente utilizado. Se produce un nuevo tipo de CMC modificado con alta estabilidad. Debido al mayor grado de sustitución y la distribución más uniforme de los sustituyentes, se puede utilizar en una gama más amplia de campos de producción industrial y entornos de uso complejos para cumplir con los requisitos de procesos más altos. A nivel internacional, este nuevo tipo de CMC modificado también se llama "celulosa polianiónica (PAC, celulosa poli aniónica)".
seguridad
Alta seguridad, ADI no necesita regulaciones, y se han formulado estándares nacionales [4].
solicitud
Este producto tiene las funciones de unión, engrosamiento, fortalecimiento, emulsionante, retención de agua y suspensión.
Aplicación de CMC en alimentos
FAO y que han aprobado el uso de CMC puro en los alimentos. Fue aprobado después de una investigación y pruebas biológicas y toxicológicas muy estrictas. La ingesta segura (ADI) del estándar internacional es de 25 mg/(kg · d), es decir, aproximadamente 1,5 g/d por persona. Se ha informado que algunas personas no tenían ninguna reacción tóxica cuando la ingesta alcanzó los 10 kg. CMC no solo es un buen estabilizador de emulsificación y espesante en aplicaciones de alimentos, sino que también tiene una excelente estabilidad de congelación y fusión, y puede mejorar el sabor del producto y prolongar el tiempo de almacenamiento. La cantidad utilizada en la leche de soja, el helado, el helado, la gelatina, las bebidas y las latas es de aproximadamente 1% a 1.5%. CMC también puede formar una dispersión emulsionada estable con vinagre, salsa de soja, aceite vegetal, jugo de fruta, salsa, jugo de vegetales, etc., y la dosis es de 0.2% a 0.5%. Especialmente, tiene un excelente rendimiento emulsionante para aceites animales y vegetales, proteínas y soluciones acuosas, lo que le permite formar una emulsión homogénea con un rendimiento estable. Debido a su seguridad y confiabilidad, su dosis no está limitada por el estándar nacional de higiene alimentaria ADI. CMC se ha desarrollado continuamente en el campo de alimentos, y también se ha llevado a cabo investigaciones sobre la aplicación de carboximetilcelulosa de sodio en la producción de vino.
El uso de CMC en medicina
En la industria farmacéutica, se puede utilizar como estabilizador de emulsión para inyecciones, una carpeta y un agente formador de películas para tabletas. Algunas personas han demostrado que CMC es un portador de medicamentos anticancerígeno seguro y confiable a través de experimentos básicos y animales. Usando CMC como material de membrana, la forma de dosificación modificada de la medicina tradicional china Yangyin Shengji Powder, la membrana Yangyin Shengji, se puede usar para heridas de operación de dermabrasión y heridas traumáticas. Los estudios del modelo animal han demostrado que la película previene la infección por la herida y no tiene diferencias significativas con los apósitos de gasa. En términos de controlar la exudación del líquido del tejido de la herida y la curación rápida de las heridas, esta película es significativamente mejor que los apósitos de gasa, y tiene el efecto de reducir el edema postoperatorio y la irritación de la herida. La preparación de la película hecha de alcohol polivinílico: la carboximetilcelulosa de sodio: el policarboxietileno a una proporción de 3: 6: 1 es la mejor prescripción, y la adhesión y la velocidad de liberación aumentan. La adhesión de la preparación, el tiempo de residencia de la preparación en la cavidad oral y la eficacia del medicamento en la preparación mejoran significativamente. La bupivacaína es un poderoso anestésico local, pero a veces puede producir efectos secundarios cardiovasculares graves cuando se envenenan. Por lo tanto, si bien la bupivacaína se usa ampliamente clínicamente, la investigación sobre la prevención y el tratamiento de sus reacciones tóxicas siempre se ha prestado más atención. Los estudios farmacológicos han demostrado que Civic como una sustancia de liberación sostenida formulada con solución de bupivacaína puede reducir significativamente los efectos secundarios del fármaco. En la cirugía PRK, el uso de tetracaína de baja concentración y fármacos antiinflamatorios no esteroideos combinados con CMC puede aliviar significativamente el dolor postoperatorio. La prevención de las adherencias peritoneales postoperatorias y la reducción de la obstrucción intestinal son uno de los problemas más preocupados en la cirugía clínica. Los estudios han demostrado que CMC es significativamente mejor que el hialuronato de sodio para reducir el grado de adherencias peritoneales postoperatorias, y puede usarse como un método efectivo para evitar la aparición de adherencias peritoneales. CMC se usa en la infusión arterial hepática de catéter de medicamentos anticancerígenos para el tratamiento del cáncer de hígado, lo que puede prolongar significativamente el tiempo de residencia de los fármacos anticancerígenos en los tumores, mejorar la potencia antitumoral y mejorar el efecto terapéutico. En la medicina animal, CMC también tiene una amplia gama de usos. Se ha informado [5] que la instilación intraperitoneal de la solución CMC al 1% a las ovejas tiene un efecto significativo en la prevención de la distocia y las adherencias abdominales después de la cirugía del tracto reproductivo en el ganado.
CMC en otras aplicaciones industriales
En los detergentes, CMC puede usarse como un agente de redeposición anti-pozos, especialmente para los tejidos de fibra sintética hidrófoba, que es significativamente mejor que la fibra de carboximetilo.
CMC se puede utilizar para proteger los pozos de aceite como un estabilizador de lodo y un agente de retención de agua en la perforación de aceite. La dosis para cada pozo de aceite es 2.3t para pozos poco profundos y 5.6t para pozos profundos;
En la industria textil, se utiliza como agente de dimensionamiento, un espesante para imprimir y teñir la pasta, la impresión textil y el acabado de endurecimiento. Cuando se usa como agente de dimensionamiento, puede mejorar la solubilidad y la viscosidad, y es fácil de desasear; Como agente de endurecimiento, su dosis está por encima del 95%; Cuando se usa como agente de tamaño, la resistencia y la flexibilidad de la película de tamaño mejoran significativamente; Con la fibroína de seda regenerada, la membrana compuesta compuesta de carboximetilcelulosa se usa como matriz para inmovilizar la glucosa oxidasa, y la glucosa oxidasa y el carboxilato del ferroceno se inmovilizan, y el biosensor de glucosa fabricado tiene mayor sensibilidad y estabilidad. Los estudios han demostrado que cuando el homogeneizado en gel de sílice se prepara con una solución CMC con una concentración de aproximadamente 1% (p/v), el rendimiento cromatográfico de la placa de capa delgada preparada es la mejor. Al mismo tiempo, la placa de capa delgada recubierta en condiciones optimizadas tiene una resistencia de capa adecuada, adecuada para varias técnicas de muestreo, fácil de operar. CMC tiene adhesión a la mayoría de las fibras y puede mejorar la unión entre las fibras. La estabilidad de su viscosidad puede garantizar la uniformidad del tamaño, mejorando así la eficiencia del tejido. También se puede utilizar como agente final para textiles, especialmente para el acabado anti-jorobado permanente, lo que aporta cambios duraderos a las telas.
CMC puede usarse como agente anti-sedimentación, emulsionante, dispersante, agente de nivelación y adhesivo para recubrimientos. Puede hacer que el contenido sólido del recubrimiento se distribuya uniformemente en el solvente, de modo que el recubrimiento no se delamine durante mucho tiempo. También se usa ampliamente en pinturas. .
Cuando CMC se usa como floculante, es más efectivo que el gluconato de sodio para eliminar los iones de calcio. Cuando se usa como intercambio de cationes, su capacidad de intercambio puede alcanzar 1.6 ml/g.
CMC se usa como agente de tamaño de papel en la industria del papel, que puede mejorar significativamente la resistencia seca y la resistencia húmeda del papel, así como la resistencia al aceite, la absorción de tinta y la resistencia al agua.
CMC se usa como hidrosol en cosméticos y como espesante en la pasta de dientes, y su dosis es de aproximadamente 5%.
CMC puede usarse como floculante, agente quelante, emulsionante, espesante, agente de retención de agua, agente de dimensionamiento, material de formación de películas, etc., y también se usa ampliamente en electrónica, pesticidas, cuero, plásticos, impresión, cerámica, pasta de dientes, diario Los productos químicos y otros campos, y debido a su excelente rendimiento y amplia gama de usos, constantemente abre nuevos campos de aplicación, y la perspectiva del mercado es extremadamente amplia.
Precauciones
(1) La compatibilidad de este producto con ácido fuerte, álcali fuerte e iones de metales pesados (como aluminio, zinc, mercurio, plata, hierro, etc.) está contraindicada.
(2) La ingesta permitida de este producto es 0-25 mg/kg · d.
Instrucciones
Mezcle CMC directamente con el agua para hacer un pegamento pastoso para su uso posterior. Al configurar el pegamento CMC, primero agregue una cierta cantidad de agua limpia al tanque de lotes con un dispositivo de agitación, y cuando el dispositivo de agitación se enciende, espolvoree de manera lenta y uniforme a CMC al tanque de lotes, revolviendo continuamente, de modo que el CMC se integró completamente Con agua, CMC puede disolverse completamente. Al disolver CMC, la razón por la que debe rociarse y agitarse de manera uniforme continuamente es "prevenir los problemas de aglomeración, aglomeración y reducir la cantidad de CMC disuelto cuando CMC se encuentra con el agua", y aumentar la tasa de disolución de CMC. El tiempo para agitar no es el mismo que el tiempo para que CMC se disuelva por completo. Son dos conceptos. En términos generales, el tiempo para agitar es mucho más corto que el tiempo para que CMC se disuelva por completo. El tiempo requerido para los dos depende de la situación específica.
La base para determinar el tiempo de agitación es: cuando elCMCse dispersa uniformemente en el agua y no hay bultos grandes obvios, la agitación se puede detener, lo que permite que el CMC y el agua penetren y se fusionen entre sí en estado de pie.
La base para determinar el tiempo requerido para que CMC se disuelva por completo es la siguiente:
(1) CMC y agua están completamente unidas, y no hay separación sólida-líquido entre los dos;
(2) la pasta mixta está en un estado uniforme, y la superficie es plana y lisa;
(3) El color de la pasta mixta está cerca de incoloro y transparente, y no hay objetos granulares en la pasta. Desde el momento en que CMC se coloca en el tanque de lotes y se mezcla con agua hasta el momento en que CMC se disuelve por completo, el tiempo requerido es de entre 10 y 20 horas.
Tiempo de publicación: abril-26-2024