Natrium karboksimetil selulosa (juga dikenal sebagai: natrium karboksimetil selulosa, karboksimetil selulosa,Bahasa Indonesia: CMC, Karboksimetil, Selulosa Natrium, Garam Natrium dari Kaboksimetil Selulosa) merupakan jenis selulosa yang paling banyak digunakan dan jumlahnya paling banyak di dunia saat ini.
CMC-Na, singkatnya, adalah turunan selulosa dengan derajat polimerisasi glukosa 100-2000, dan massa molekul relatif 242,16. Bubuk berserat atau granular berwarna putih. Tidak berbau, tidak berasa, tidak berasa, higroskopis, tidak larut dalam pelarut organik.
Properti dasar
1. Struktur molekul natrium karboksimetilselulosa (CMC)
Pertama kali diproduksi oleh Jerman pada tahun 1918, dan dipatenkan pada tahun 1921 dan muncul di dunia. Produksi komersial sejak itu telah dicapai di Eropa. Pada saat itu, itu hanya produk mentah, digunakan sebagai koloid dan pengikat. Dari tahun 1936 hingga 1941, penelitian aplikasi industri natrium karboksimetil selulosa cukup aktif, dan beberapa paten yang menginspirasi ditemukan. Selama Perang Dunia II, Jerman menggunakan natrium karboksimetilselulosa dalam deterjen sintetis. Hercules membuat natrium karboksimetilselulosa untuk pertama kalinya di Amerika Serikat pada tahun 1943, dan memproduksi natrium karboksimetilselulosa olahan pada tahun 1946, yang diakui sebagai aditif makanan yang aman. Negara saya mulai mengadopsinya pada tahun 1970-an, dan digunakan secara luas pada tahun 1990-an. Ini adalah selulosa yang paling banyak digunakan dan jumlah terbesar di dunia saat ini.
Rumus struktur: C6H7O2 (OH) 2OCH2COONa Rumus molekul: C8H11O7Na
Produk ini adalah garam natrium dari selulosa karboksimetil eter, serat anionik
2. Penampakan natrium karboksimetil selulosa (CMC)
Produk ini adalah garam natrium dari selulosa karboksimetil eter, eter selulosa anionik, bubuk atau butiran berserat putih atau putih susu, kepadatan 0,5-0,7 g/cm3, hampir tidak berbau, tidak berasa, higroskopis. Mudah terdispersi dalam air untuk membentuk larutan koloid transparan, dan tidak larut dalam pelarut organik seperti etanol [1]. pH larutan berair 1% adalah 6,5-8,5, ketika pH>10 atau <5, viskositas lendir berkurang secara signifikan, dan kinerjanya paling baik ketika pH=7. Stabil terhadap panas, viskositas naik dengan cepat di bawah 20°C, dan berubah perlahan pada 45°C. Pemanasan jangka panjang di atas 80°C dapat mengubah sifat koloid dan secara signifikan mengurangi viskositas dan kinerjanya. Mudah larut dalam air, dan larutannya transparan; sangat stabil dalam larutan basa, namun mudah terhidrolisis ketika bertemu asam, dan akan mengendap ketika nilai pH 2-3, dan juga akan bereaksi dengan garam logam polivalen.
tujuan utama
Zat ini digunakan sebagai pengental dalam industri makanan, sebagai pembawa obat dalam industri farmasi, dan sebagai pengikat serta agen anti-redeposisi dalam industri kimia sehari-hari. Dalam industri percetakan dan pewarnaan, zat ini digunakan sebagai koloid pelindung untuk agen perekat dan pasta cetak. Dalam industri petrokimia, zat ini dapat digunakan sebagai komponen fluida rekahan pemulihan minyak. [2]
Ketidakcocokan
Natrium karboksimetilselulosa tidak cocok dengan larutan asam kuat, garam besi yang larut, dan beberapa logam lain seperti aluminium, merkuri, dan seng. Bila pH kurang dari 2, dan bila dicampur dengan etanol 95%, akan terjadi presipitasi.
Natrium karboksimetil selulosa dapat membentuk ko-aglomerasi dengan gelatin dan pektin, dan juga dapat membentuk kompleks dengan kolagen, yang dapat mengendapkan protein bermuatan positif tertentu.
keahlian
CMC biasanya merupakan senyawa polimer anionik yang dibuat dengan mereaksikan selulosa alami dengan alkali kaustik dan asam monokloroasetat, dengan berat molekul 6400 (±1.000). Produk sampingan utamanya adalah natrium klorida dan natrium glikolat. CMC termasuk dalam modifikasi selulosa alami. Organisasi Pangan dan Pertanian Perserikatan Bangsa-Bangsa (FAO) dan Organisasi Kesehatan Dunia (WHO) secara resmi menyebutnya sebagai “selulosa yang dimodifikasi”.
Indikator utama untuk mengukur kualitas CMC adalah derajat substitusi (DS) dan kemurnian. Secara umum, sifat-sifat CMC berbeda jika DS berbeda; semakin tinggi derajat substitusi, semakin kuat kelarutannya, dan semakin baik transparansi dan stabilitas larutannya. Menurut laporan, transparansi CMC lebih baik ketika derajat substitusinya 0,7-1,2, dan viskositas larutan berairnya paling besar ketika nilai pH 6-9. Untuk memastikan kualitasnya, selain pemilihan agen eterifikasi, beberapa faktor yang memengaruhi derajat substitusi dan kemurnian juga harus dipertimbangkan, seperti hubungan antara jumlah alkali dan agen eterifikasi, waktu eterifikasi, kadar air dalam sistem, suhu, nilai pH, Konsentrasi larutan dan garam dll.
status quo
Untuk mengatasi kekurangan bahan baku (kapas olahan yang terbuat dari serat kapas), dalam beberapa tahun terakhir, beberapa unit penelitian ilmiah di negara saya telah bekerja sama dengan perusahaan untuk secara komprehensif memanfaatkan jerami padi, kapas giling (kapas limbah), dan ampas tahu untuk memproduksi CMC dengan sukses. Biaya produksi sangat berkurang, yang membuka sumber bahan baku baru untuk produksi industri CMC dan mewujudkan pemanfaatan sumber daya secara komprehensif. Di satu sisi, biaya produksi berkurang, dan di sisi lain, CMC berkembang menuju presisi yang lebih tinggi. Penelitian dan pengembangan CMC terutama berfokus pada transformasi teknologi produksi yang ada dan inovasi proses manufaktur, serta produk CMC baru dengan sifat unik, seperti proses "metode bubur pelarut" [3] yang telah berhasil dikembangkan di luar negeri dan telah digunakan secara luas. Jenis baru CMC yang dimodifikasi dengan stabilitas tinggi diproduksi. Karena tingkat substitusi yang lebih tinggi dan distribusi substituen yang lebih seragam, CMC dapat digunakan dalam berbagai bidang produksi industri dan lingkungan penggunaan yang lebih kompleks untuk memenuhi persyaratan proses yang lebih tinggi. Secara internasional, jenis baru CMC yang dimodifikasi ini juga disebut “polyanionic cellulose (PAC, Poly anionic cellulose)”.
keamanan
Keamanan tinggi, ADI tidak memerlukan regulasi, dan standar nasional telah dirumuskan [4] .
aplikasi
Produk ini memiliki fungsi mengikat, mengentalkan, memperkuat, mengemulsi, menahan air dan suspensi.
Aplikasi CMC dalam makanan
FAO dan WHO telah menyetujui penggunaan CMC murni dalam makanan. Itu disetujui setelah penelitian dan pengujian biologis dan toksikologi yang sangat ketat. Asupan aman (ADI) dari standar internasional adalah 25mg/(kg·d) , yaitu sekitar 1,5 g/d per orang. Telah dilaporkan bahwa beberapa orang tidak memiliki reaksi toksik ketika asupan mencapai 10 kg. CMC tidak hanya merupakan penstabil dan pengental emulsifikasi yang baik dalam aplikasi makanan, tetapi juga memiliki stabilitas pembekuan dan pencairan yang sangat baik, dan dapat meningkatkan rasa produk dan memperpanjang waktu penyimpanan. Jumlah yang digunakan dalam susu kedelai, es krim, es krim, jeli, minuman, dan kaleng adalah sekitar 1% hingga 1,5%. CMC juga dapat membentuk dispersi emulsi yang stabil dengan cuka, kecap, minyak sayur, jus buah, saus, jus sayur, dll., dan dosisnya adalah 0,2% hingga 0,5%. Khususnya, ia memiliki kinerja pengemulsi yang sangat baik untuk minyak hewani dan nabati, protein, dan larutan berair, yang memungkinkannya membentuk emulsi homogen dengan kinerja yang stabil. Karena keamanan dan keandalannya, dosisnya tidak dibatasi oleh standar higiene pangan nasional ADI. CMC telah terus dikembangkan di bidang pangan, dan penelitian tentang penerapan natrium karboksimetilselulosa dalam produksi anggur juga telah dilakukan.
Penggunaan CMC dalam pengobatan
Dalam industri farmasi, dapat digunakan sebagai penstabil emulsi untuk suntikan, pengikat dan agen pembentuk film untuk tablet. Beberapa orang telah membuktikan bahwa CMC adalah pembawa obat antikanker yang aman dan andal melalui percobaan dasar dan hewan. Menggunakan CMC sebagai bahan membran, bentuk sediaan yang dimodifikasi dari obat tradisional Tiongkok Yangyin Shengji Powder, Yangyin Shengji Membrane, dapat digunakan untuk luka operasi dermabrasi dan luka traumatis. Studi model hewan telah menunjukkan bahwa film tersebut mencegah infeksi luka dan tidak memiliki perbedaan yang signifikan dari balutan kasa. Dalam hal mengendalikan eksudasi cairan jaringan luka dan penyembuhan luka yang cepat, film ini secara signifikan lebih baik daripada balutan kasa, dan memiliki efek mengurangi edema pascaoperasi dan iritasi luka. Sediaan film yang terbuat dari polivinil alkohol: natrium karboksimetil selulosa: polikarboksietilen dengan rasio 3:6:1 adalah resep terbaik, dan tingkat adhesi dan pelepasan keduanya meningkat. Adhesi sediaan, waktu tinggal sediaan di rongga mulut, dan efikasi obat dalam sediaan semuanya meningkat secara signifikan. Bupivacain merupakan anestesi lokal yang kuat, tetapi terkadang dapat menimbulkan efek samping kardiovaskular yang serius jika terjadi keracunan. Oleh karena itu, meskipun bupivacain digunakan secara luas secara klinis, penelitian tentang pencegahan dan pengobatan reaksi toksiknya selalu lebih diperhatikan. Studi farmakologis telah menunjukkan bahwa CIVIC sebagai zat lepas lambat yang diformulasikan dengan larutan bupivacain dapat secara signifikan mengurangi efek samping obat. Dalam operasi PRK, penggunaan tetracain konsentrasi rendah dan obat antiinflamasi nonsteroid yang dikombinasikan dengan CMC dapat secara signifikan meredakan nyeri pascaoperasi. Pencegahan perlengketan peritoneum pascaoperasi dan pengurangan obstruksi usus merupakan salah satu masalah yang paling diperhatikan dalam operasi klinis. Studi telah menunjukkan bahwa CMC secara signifikan lebih baik daripada natrium hialuronat dalam mengurangi tingkat perlengketan peritoneum pascaoperasi, dan dapat digunakan sebagai metode yang efektif untuk mencegah terjadinya perlengketan peritoneum. CMC digunakan dalam infus arteri hepatik kateter obat antikanker untuk pengobatan kanker hati, yang secara signifikan dapat memperpanjang waktu tinggal obat antikanker dalam tumor, meningkatkan kekuatan antitumor, dan meningkatkan efek terapeutik. Dalam pengobatan hewan, CMC juga memiliki berbagai macam kegunaan. Telah dilaporkan [5] bahwa instilasi intraperitoneal larutan CMC 1% pada domba memiliki efek yang signifikan dalam mencegah distosia dan perlengketan perut setelah operasi saluran reproduksi pada ternak.
CMC dalam aplikasi industri lainnya
Dalam deterjen, CMC dapat digunakan sebagai agen anti-endapan tanah, terutama untuk kain serat sintetis hidrofobik, yang secara signifikan lebih baik daripada serat karboksimetil.
CMC dapat digunakan untuk melindungi sumur minyak sebagai penstabil lumpur dan agen penahan air dalam pengeboran minyak. Dosis untuk setiap sumur minyak adalah 2,3 ton untuk sumur dangkal dan 5,6 ton untuk sumur dalam;
Dalam industri tekstil, digunakan sebagai agen perekat, pengental untuk pasta cetak dan pewarnaan, cetak tekstil dan penyelesaian pengerasan. Ketika digunakan sebagai agen perekat, dapat meningkatkan kelarutan dan viskositas, dan mudah untuk desizing; sebagai agen pengeras, dosisnya di atas 95%; ketika digunakan sebagai agen perekat, kekuatan dan fleksibilitas film ukuran ditingkatkan secara signifikan; dengan fibroin sutra yang diregenerasi Membran komposit yang terdiri dari karboksimetil selulosa digunakan sebagai matriks untuk melumpuhkan oksidase glukosa, dan oksidase glukosa dan ferosena karboksilat diimobilisasi, dan biosensor glukosa yang dibuat memiliki sensitivitas dan stabilitas yang lebih tinggi. Penelitian telah menunjukkan bahwa ketika homogenat gel silika disiapkan dengan larutan CMC dengan konsentrasi sekitar 1% (b/v), kinerja kromatografi pelat lapisan tipis yang disiapkan adalah yang terbaik. Pada saat yang sama, pelat lapisan tipis yang dilapisi dalam kondisi yang dioptimalkan memiliki kekuatan lapisan yang sesuai, cocok untuk berbagai teknik pengambilan sampel, mudah dioperasikan. CMC memiliki daya rekat pada sebagian besar serat dan dapat meningkatkan ikatan antar serat. Kestabilan viskositasnya dapat memastikan keseragaman ukuran, sehingga meningkatkan efisiensi penenunan. CMC juga dapat digunakan sebagai bahan penyempurna tekstil, terutama untuk penyempurnaan anti-kerut permanen, yang menghasilkan perubahan yang tahan lama pada kain.
CMC dapat digunakan sebagai agen anti-sedimentasi, pengemulsi, dispersan, agen perata, dan perekat untuk pelapis. CMC dapat membuat kandungan padatan pelapis terdistribusi secara merata dalam pelarut, sehingga pelapis tidak terkelupas dalam waktu lama. CMC juga banyak digunakan dalam cat.
Bila CMC digunakan sebagai flokulan, ia lebih efektif daripada natrium glukonat dalam menghilangkan ion kalsium. Bila digunakan sebagai penukar kation, kapasitas tukarnya dapat mencapai 1,6 ml/g.
CMC digunakan sebagai bahan perekat kertas dalam industri kertas, yang secara signifikan dapat meningkatkan kekuatan kering dan kekuatan basah kertas, serta ketahanan terhadap minyak, penyerapan tinta, dan ketahanan terhadap air.
CMC digunakan sebagai hidrosol dalam kosmetik dan sebagai pengental dalam pasta gigi, dan dosisnya sekitar 5%.
CMC dapat digunakan sebagai flokulan, agen khelasi, pengemulsi, pengental, agen penahan air, agen perekat, bahan pembentuk film, dan lain-lain, dan juga banyak digunakan dalam bidang elektronik, pestisida, kulit, plastik, percetakan, keramik, pasta gigi, bahan kimia sehari-hari, dan bidang lainnya. Berkat kinerjanya yang luar biasa dan jangkauan penggunaannya yang luas, bidang aplikasi baru terus terbuka, dan prospek pasarnya pun sangat luas.
Tindakan pencegahan
(1) Kompatibilitas produk ini dengan asam kuat, alkali kuat, dan ion logam berat (seperti aluminium, seng, merkuri, perak, besi, dll.) merupakan kontraindikasi.
(2) Asupan yang diizinkan untuk produk ini adalah 0-25mg/kg·d.
Instruksi
Campur CMC langsung dengan air untuk membuat lem seperti pasta untuk penggunaan selanjutnya. Saat mengonfigurasi lem CMC, pertama-tama tambahkan sejumlah air bersih ke dalam tangki pengaduk dengan alat pengaduk, dan saat alat pengaduk dihidupkan, taburkan CMC secara perlahan dan merata ke dalam tangki pengaduk, aduk terus menerus, sehingga CMC terintegrasi sepenuhnya dengan air, CMC dapat larut sepenuhnya. Saat melarutkan CMC, alasan mengapa harus ditaburkan secara merata dan diaduk terus menerus adalah untuk "mencegah masalah penggumpalan, penggumpalan, dan mengurangi jumlah CMC yang terlarut saat CMC bertemu air", dan untuk meningkatkan laju pelarutan CMC. Waktu pengadukan tidak sama dengan waktu CMC larut sempurna. Itu adalah dua konsep. Secara umum, waktu pengadukan jauh lebih singkat daripada waktu CMC larut sempurna. Waktu yang dibutuhkan untuk keduanya tergantung pada situasi spesifik.
Dasar penentuan waktu pengadukan adalah pada saatBahasa Indonesia: CMCterdispersi merata dalam air dan tidak terlihat gumpalan besar, pengadukan dapat dihentikan, sehingga CMC dan air dapat meresap dan menyatu dalam keadaan diam.
Dasar penentuan waktu yang dibutuhkan CMC untuk larut sempurna adalah sebagai berikut:
(1) CMC dan air terikat secara sempurna, dan tidak terjadi pemisahan padat-cair antara keduanya;
(2) Pasta yang telah tercampur berada dalam keadaan seragam, permukaannya rata dan halus;
(3) Warna pasta yang tercampur mendekati tidak berwarna dan transparan, serta tidak ada butiran-butiran di dalam pasta. Dari saat CMC dimasukkan ke dalam tangki pengaduk dan dicampur dengan air hingga saat CMC larut sempurna, waktu yang dibutuhkan adalah antara 10 hingga 20 jam.
Waktu posting: 26-Apr-2024