Natrijeva karboksimetil celuloza (poznata i kao: natrijeva karboksimetil celuloza, karboksimetil celuloza,CMC, Carboxymethyl, Cellulose Sodium, Sodium sol of Caboxy Methyl Cellulose) je najraširenija i najveća količina korištena u današnjem svijetu vrsta celuloze.
Ukratko, CMC-Na je derivat celuloze sa stupnjem polimerizacije glukoze od 100-2000 i relativnom molekulskom masom od 242,16. Bijeli vlaknasti ili granulirani prah. Bez mirisa, okusa, bez okusa, higroskopan, netopljiv u organskim otapalima.
Osnovna svojstva
1. Molekularna struktura natrijeve karboksimetilceluloze (CMC)
Prva ga je proizvela Njemačka 1918. godine, a patentiran je 1921. godine i pojavio se u svijetu. Komercijalna proizvodnja je od tada postignuta u Europi. U to vrijeme, to je bio samo sirovi proizvod, koji se koristio kao koloid i vezivo. Od 1936. do 1941. godine, istraživanje industrijske primjene natrijeve karboksimetil celuloze bilo je prilično aktivno i izumljeno je nekoliko inspirativnih patenata. Tijekom Drugog svjetskog rata Njemačka je koristila natrijevu karboksimetilcelulozu u sintetičkim deterdžentima. Hercules je 1943. prvi put napravio natrijevu karboksimetilcelulozu u Sjedinjenim Državama, a 1946. proizveo je rafiniranu natrijevu karboksimetilcelulozu, koja je priznata kao siguran dodatak hrani. moja ga je zemlja počela usvajati 1970-ih, a naširoko se koristio 1990-ih. To je danas najraširenija i najveća količina celuloze u svijetu.
Strukturna formula: C6H7O2 (OH) 2OCH2COONa Molekulska formula: C8H11O7Na
Ovaj proizvod je natrijeva sol celuloznog karboksimetil etera, anionsko vlakno
2. Izgled natrijeve karboksimetil celuloze (CMC)
Ovaj proizvod je natrijeva sol celuloznog karboksimetil etera, anionski celulozni eter, bijeli ili mliječnobijeli vlaknasti prah ili granula, gustoće 0,5-0,7 g/cm3, gotovo bez mirisa, okusa, higroskopna. Lako se dispergira u vodi kako bi se stvorila prozirna koloidna otopina, a netopljiv je u organskim otapalima kao što je etanol [1]. pH 1% vodene otopine je 6,5-8,5, kada je pH>10 ili <5, viskoznost sluzi značajno opada, a učinak je najbolji kada je pH=7. Stabilan na zagrijavanje, viskoznost brzo raste ispod 20°C, a polako se mijenja na 45°C. Dugotrajno zagrijavanje iznad 80°C može denaturirati koloid i značajno smanjiti viskoznost i učinkovitost. Lako je topljiv u vodi, a otopina je prozirna; vrlo je stabilan u alkalnoj otopini, ali se lako hidrolizira kada naiđe na kiselinu, te će se istaložiti kada je pH vrijednost 2-3, a također će reagirati sa solima polivalentnih metala.
Glavna namjena
Koristi se kao zgušnjivač u prehrambenoj industriji, kao nosač lijekova u farmaceutskoj industriji te kao vezivo i sredstvo protiv ponovnog taloženja u svakodnevnoj kemijskoj industriji. U tiskarskoj industriji i industriji bojanja koristi se kao zaštitni koloid za sredstva za klejenje i tiskarske paste. U petrokemijskoj industriji može se koristiti kao komponenta tekućine za frakturiranje nafte. [2]
Nekompatibilnost
Natrijeva karboksimetilceluloza nije kompatibilna s jakim kiselim otopinama, topivim željeznim solima i nekim drugim metalima kao što su aluminij, živa i cink. Kada je pH manji od 2 i kada se pomiješa s 95% etanolom, doći će do taloženja.
Natrijeva karboksimetil celuloza može tvoriti koaglomerate sa želatinom i pektinom, a također može tvoriti komplekse s kolagenom, koji može precipitirati određene pozitivno nabijene proteine.
zanatski
CMC je obično anionski polimerni spoj pripravljen reakcijom prirodne celuloze s kaustičnim alkalijama i monokloroctenom kiselinom, molekularne težine 6400 (±1000). Glavni nusprodukti su natrijev klorid i natrijev glikolat. CMC pripada modifikaciji prirodne celuloze. Organizacija Ujedinjenih naroda za hranu i poljoprivredu (FAO) i Svjetska zdravstvena organizacija (WHO) službeno su je nazvali "modificirana celuloza".
Glavni pokazatelji za mjerenje kvalitete CMC-a su stupanj supstitucije (DS) i čistoća. Općenito, svojstva CMC-a su različita ako je DS drugačiji; što je viši stupanj supstitucije, to je jača topljivost, te bolja prozirnost i stabilnost otopine. Prema izvješćima, prozirnost CMC-a je bolja kada je stupanj supstitucije 0,7-1,2, a viskoznost njegove vodene otopine najveća je kada je pH vrijednost 6-9. Kako bi se osigurala njegova kvaliteta, osim izbora agensa za eterifikaciju, moraju se uzeti u obzir i neki čimbenici koji utječu na stupanj supstitucije i čistoće, kao što je odnos između količine lužine i agensa za eterifikaciju, vrijeme eterifikacije, sadržaj vode u sustav, temperatura, pH vrijednost, koncentracija otopine i sol itd.
status quo
Kako bi se riješio nedostatak sirovina (rafinirani pamuk napravljen od pamučnog lintera), posljednjih su godina neke znanstveno-istraživačke jedinice u mojoj zemlji surađivale s poduzećima kako bi sveobuhvatno iskoristile rižinu slamu, mljeveni pamuk (otpadni pamuk) i talog skute od graha za uspješnu proizvodnju CMC-a. Troškovi proizvodnje su znatno smanjeni, čime se otvara novi izvor sirovina za CMC industrijsku proizvodnju i ostvaruje sveobuhvatno korištenje resursa. S jedne strane, smanjeni su troškovi proizvodnje, as druge strane, CMC se razvija prema većoj preciznosti. Istraživanje i razvoj CMC-a uglavnom je usmjereno na transformaciju postojeće proizvodne tehnologije i inovaciju proizvodnog procesa, kao i na nove CMC proizvode s jedinstvenim svojstvima, kao što je „metoda otapalo-mulj” [3] proces koji je uspješno razvijen u inozemstvu i naširoko je korišten. Proizvodi se nova vrsta modificiranog CMC-a visoke stabilnosti. Zbog višeg stupnja supstitucije i ujednačenije distribucije supstituenata, može se koristiti u širem rasponu područja industrijske proizvodnje i složenih okruženja uporabe kako bi se zadovoljili viši zahtjevi procesa. U svijetu se ova nova vrsta modificiranog CMC-a naziva i “polianionska celuloza (PAC, Poly anionic cellulose)”.
sigurnost
Visoka sigurnost, ADI ne treba propise, a nacionalni standardi su formulirani [4] .
primjena
Ovaj proizvod ima funkcije vezivanja, zgušnjavanja, jačanja, emulgiranja, zadržavanja vode i suspenzije.
Primjena CMC u hrani
FAO i WHO odobrili su korištenje čistog CMC-a u hrani. Odobren je nakon vrlo strogih bioloških i toksikoloških istraživanja i testova. Siguran unos (ADI) međunarodnog standarda je 25 mg/(kg·d), što je oko 1,5 g/d po osobi. Zabilježeno je da neki ljudi nisu imali nikakve toksične reakcije kada je unos dosegao 10 kg. CMC nije samo dobar stabilizator emulgiranja i zgušnjivač u prehrambenim aplikacijama, već također ima izvrsnu stabilnost pri smrzavanju i taljenju, te može poboljšati okus proizvoda i produžiti vrijeme skladištenja. Količina koja se koristi u sojinom mlijeku, sladoledu, sladoledu, želeu, pićima i limenkama je oko 1% do 1,5%. CMC također može formirati stabilnu emulgiranu disperziju s octom, sojinim umakom, biljnim uljem, voćnim sokom, umakom, sokom od povrća itd., a doza je 0,2% do 0,5%. Posebice ima izvrsnu učinkovitost emulgiranja životinjskih i biljnih ulja, proteina i vodenih otopina, što mu omogućuje stvaranje homogene emulzije sa stabilnim učinkom. Zbog svoje sigurnosti i pouzdanosti, njegova doza nije ograničena nacionalnim standardom higijene hrane ADI. CMC se kontinuirano razvija u području prehrane, a također se provode istraživanja primjene natrijeve karboksimetilceluloze u proizvodnji vina.
Primjena KMC u medicini
U farmaceutskoj industriji može se koristiti kao stabilizator emulzije za injekcije, vezivo i sredstvo za stvaranje filma za tablete. Neki ljudi su temeljnim pokusima i pokusima na životinjama dokazali da je CMC siguran i pouzdan nosač lijekova protiv raka. Koristeći CMC kao membranski materijal, modificirani oblik doziranja tradicionalne kineske medicine Yangyin Shengji prah, Yangyin Shengji membrana, može se koristiti za rane od operacija dermoabrazije i traumatske rane. Studije na životinjskim modelima pokazale su da film sprječava infekciju rane i nema značajne razlike od obloga od gaze. U pogledu kontrole izlučivanja tkivne tekućine iz rane i brzog zacjeljivanja rana, ova folija je znatno bolja od obloga od gaze, te ima učinak smanjenja postoperativnog edema i iritacije rane. Filmski pripravak od polivinil alkohola: natrijeve karboksimetil celuloze: polikarboksietilena u omjeru 3:6:1 je najbolji recept, a povećava se i brzina prianjanja i otpuštanja. Prianjanje preparata, vrijeme zadržavanja preparata u usnoj šupljini i djelotvornost lijeka u preparatu su značajno poboljšani. Bupivakain je snažan lokalni anestetik, ali ponekad može izazvati ozbiljne kardiovaskularne nuspojave kada se otruje. Stoga, iako se bupivakain naširoko koristi u kliničkoj praksi, istraživanjima o prevenciji i liječenju njegovih toksičnih reakcija uvijek se pridavalo više pažnje. Farmakološke studije su pokazale da CIVIC kao tvar s produljenim otpuštanjem formulirana s otopinom bupivakaina može značajno smanjiti nuspojave lijeka. U operaciji PRK, primjena tetrakaina niske koncentracije i nesteroidnih protuupalnih lijekova u kombinaciji s CMC može značajno ublažiti postoperativnu bol. Prevencija postoperativnih peritonealnih adhezija i smanjenje intestinalne opstrukcije jedno su od najzabrinjavajućih pitanja u kliničkoj kirurgiji. Studije su pokazale da je CMC značajno bolji od natrijevog hijaluronata u smanjenju stupnja postoperativnih peritonealnih adhezija, te se može koristiti kao učinkovita metoda za prevenciju nastanka peritonealnih adhezija. CMC se koristi u kateterskoj hepatičkoj arterijskoj infuziji lijekova protiv raka za liječenje raka jetre, što može značajno produžiti vrijeme zadržavanja lijekova protiv raka u tumorima, pojačati antitumorsku moć i poboljšati terapeutski učinak. U medicini životinja CMC također ima široku primjenu. Objavljeno je [5] da intraperitonealna instilacija 1% otopine CMC ovcama ima značajan učinak na sprječavanje distocije i abdominalnih adhezija nakon kirurških zahvata reproduktivnog trakta kod stoke.
CMC u drugim industrijskim primjenama
U deterdžentima, CMC se može koristiti kao sredstvo protiv ponovnog taloženja prljavštine, posebno za hidrofobne tkanine od sintetičkih vlakana, što je znatno bolje od karboksimetilnih vlakana.
CMC se može koristiti za zaštitu naftnih bušotina kao stabilizator isplake i sredstvo za zadržavanje vode u naftnim bušotinama. Doziranje za svaku naftnu bušotinu je 2,3 t za plitke bušotine i 5,6 t za duboke bušotine;
U tekstilnoj industriji koristi se kao sredstvo za klejenje, zgušnjivač paste za tiskanje i bojanje, tiskanje tekstila i završnu obradu ukrućenja. Kada se koristi kao sredstvo za povećanje veličine, može poboljšati topivost i viskoznost i lako se odstranjuje od veličine; kao sredstvo za učvršćivanje, njegova doza je iznad 95%; kada se koristi kao sredstvo za ljepljenje, čvrstoća i fleksibilnost filma za ljepljenje se značajno poboljšavaju; s regeneriranim fibroinom svile Kompozitna membrana sastavljena od karboksimetil celuloze koristi se kao matrica za imobilizaciju glukozooksidaze, a glukozooksidaza i ferocen karboksilat su imobilizirani, a izrađeni biosenzor glukoze ima veću osjetljivost i stabilnost. Studije su pokazale da je kromatografska izvedba pripremljene tankoslojne ploče najbolja kada se homogenat silika gela pripremi s otopinom CMC koncentracije od oko 1% (w/v). U isto vrijeme, tankoslojna ploča obložena pod optimiziranim uvjetima ima odgovarajuću čvrstoću sloja, pogodna za različite tehnike uzorkovanja, jednostavna za rukovanje. CMC ima adheziju na većinu vlakana i može poboljšati vezu između vlakana. Stabilnost njegove viskoznosti može osigurati ujednačenost dimenzioniranja, čime se poboljšava učinkovitost tkanja. Može se koristiti i kao sredstvo za završnu obradu tekstila, posebno za trajnu završnu obradu protiv bora, koja donosi trajne promjene na tkanini.
CMC se može koristiti kao sredstvo protiv taloženja, emulgator, disperzant, sredstvo za izravnavanje i ljepilo za premaze. Može učiniti čvrsti sadržaj premaza ravnomjerno raspoređenim u otapalu, tako da se premaz ne rasloji dugo vremena. Također se široko koristi u bojama. .
Kada se CMC koristi kao flokulant, učinkovitiji je od natrijevog glukonata u uklanjanju iona kalcija. Kada se koristi kao kationski izmjenjivač, njegov kapacitet izmjene može doseći 1,6 ml/g.
CMC se koristi kao sredstvo za ljepljenje papira u papirnoj industriji, koje može značajno poboljšati suhu čvrstoću i mokru čvrstoću papira, kao i otpornost na ulje, upijanje tinte i vodootpornost.
CMC se koristi kao hidrosol u kozmetici i kao zgušnjivač u pastama za zube, a njegova doza je oko 5%.
CMC se može koristiti kao flokulant, sredstvo za keliranje, emulgator, zgušnjivač, sredstvo za zadržavanje vode, sredstvo za sređivanje veličine, materijal za stvaranje filma, itd., a također se široko koristi u elektronici, pesticidima, koži, plastici, tiskarstvu, keramici, pasti za zube, svakodnevno kemikalijama i drugim područjima, a zbog svojih izvrsnih performansi i širokog spektra namjene, neprestano otvara nova područja primjene, a tržište perspektiva je izuzetno široka.
Mjere predostrožnosti
(1) Kontraindicirana je kompatibilnost ovog proizvoda s jakim kiselinama, jakim alkalijama i ionima teških metala (kao što su aluminij, cink, živa, srebro, željezo, itd.).
(2) Dopušteni unos ovog proizvoda je 0-25 mg/kg·d.
upute
Pomiješajte CMC izravno s vodom kako biste napravili pastozno ljepilo za kasniju upotrebu. Prilikom konfiguriranja CMC ljepila, prvo dodajte određenu količinu čiste vode u spremnik za doziranje s uređajem za miješanje, a kada je miješalica uključena, polako i ravnomjerno posipajte CMC u spremnik za doziranje, neprestano miješajući, tako da CMC potpuno integrira s vodom, CMC se može potpuno otopiti. Prilikom otapanja CMC-a, razlog zašto ga treba ravnomjerno posipati i neprestano miješati je "spriječiti probleme aglomeracije, aglomeracije i smanjiti količinu CMC-a otopljenog kada se CMC susretne s vodom", te povećati brzinu otapanja CMC-a. Vrijeme miješanja nije isto što i vrijeme potpunog otapanja CMC-a. To su dva pojma. Općenito govoreći, vrijeme miješanja puno je kraće od vremena potrebnog za potpuno otapanje CMC-a. Vrijeme potrebno za dvoje ovisi o konkretnoj situaciji.
Osnova za određivanje vremena miješanja je: kada seCMCje jednoliko raspršen u vodi i nema očiglednih velikih grudica, miješanje se može zaustaviti, dopuštajući CMC-u i vodi da prodru i stapaju se međusobno u stajaćem stanju.
Osnova za određivanje vremena potrebnog da se CMC potpuno otopi je kako slijedi:
(1) CMC i voda potpuno su povezani i između njih nema razdvajanja kruto-tekuće;
(2) Miješana pasta je u jednoličnom stanju, a površina je ravna i glatka;
(3) Boja miješane paste je skoro bezbojna i prozirna, au pasti nema zrnastih predmeta. Od trenutka kada se CMC stavi u spremnik za doziranje i pomiješa s vodom do trenutka kada se CMC potpuno otopi, potrebno vrijeme je između 10 i 20 sati.
Vrijeme objave: 26. travnja 2024