Natrium karboksimetil selulosa (juga dikenal sebagai: natrium karboksimetil selulosa, karboksimetil selulosa,cmc, Karboksimetil, Natrium Selulosa, Garam Natrium dari Caboxy Methyl Cellulose) merupakan jenis selulosa yang paling banyak digunakan dan paling banyak digunakan di dunia saat ini.
Disingkat CMC-Na, merupakan turunan selulosa dengan derajat polimerisasi glukosa 100-2000, dan massa molekul relatif 242,16. Bubuk berserat putih atau butiran. Tidak berbau, tidak berasa, tidak berasa, higroskopis, tidak larut dalam pelarut organik.
Properti dasar
1. Struktur molekul natrium karboksimetilselulosa (CMC)
Ini pertama kali diproduksi oleh Jerman pada tahun 1918, dan dipatenkan pada tahun 1921 dan muncul di dunia. Produksi komersial telah dicapai di Eropa. Saat itu hanya produk mentah yang 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 bahan tambahan makanan yang aman. negara saya mulai mengadopsinya pada tahun 1970an, dan digunakan secara luas pada tahun 1990an. 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, suatu serat anionik
2. Penampilan natrium karboksimetil selulosa (CMC)
Produk ini adalah garam natrium dari selulosa karboksimetil eter, selulosa eter 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 membentuk larutan koloid transparan, dan tidak larut dalam pelarut organik seperti etanol [1]. PH larutan berair 1% adalah 6,5-8,5, bila pH>10 atau <5, viskositas lendir menurun secara signifikan, dan kinerjanya paling baik bila pH=7. Stabil terhadap panas, viskositas meningkat 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, tetapi mudah terhidrolisis jika bertemu asam, dan akan mengendap pada nilai pH 2-3, dan juga akan bereaksi dengan garam logam polivalen.
tujuan utama
Ini digunakan sebagai pengental dalam industri makanan, sebagai pembawa obat dalam industri farmasi, dan sebagai bahan pengikat dan anti-redeposisi dalam industri kimia sehari-hari. Dalam industri percetakan dan pencelupan, digunakan sebagai koloid pelindung untuk bahan pengatur ukuran dan pasta pencetakan. Dalam industri petrokimia, dapat digunakan sebagai komponen cairan rekahan perolehan minyak. [2]
Ketidakcocokan
Natrium karboksimetilselulosa tidak cocok dengan larutan asam kuat, garam besi larut, dan beberapa logam lain seperti aluminium, merkuri, dan seng. Jika pH kurang dari 2, dan bila dicampur dengan etanol 95%, akan terjadi pengendapan.
Natrium karboksimetil selulosa dapat membentuk koaglomerasi dengan gelatin dan pektin, dan juga dapat membentuk kompleks dengan kolagen, yang dapat mengendapkan protein tertentu yang bermuatan positif.
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 “selulosa termodifikasi”.
Indikator utama untuk mengukur kualitas CMC adalah derajat substitusi (DS) dan kemurnian. Secara umum, 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 bila derajat substitusinya 0,7-1,2, dan viskositas larutan berairnya paling besar bila nilai pH 6-9. Untuk menjamin kualitasnya, selain pemilihan bahan eterifikasi, beberapa faktor yang mempengaruhi derajat substitusi dan kemurnian juga harus diperhatikan, seperti hubungan antara jumlah alkali dan bahan eterifikasi, waktu eterifikasi, kadar air dalam sistem, suhu, nilai pH, konsentrasi larutan dan garam dll.
status quo
Untuk mengatasi kekurangan bahan mentah (kapas olahan yang terbuat dari serat kapas), dalam beberapa tahun terakhir, beberapa unit penelitian ilmiah di negara saya telah bekerja sama dengan perusahaan untuk memanfaatkan secara komprehensif jerami padi, kapas giling (limbah kapas), dan ampas tahu. untuk menghasilkan CMC dengan sukses. Biaya produksi berkurang secara signifikan, sehingga 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 pelarut-slurry” [3] yang telah berhasil dikembangkan. luar negeri dan telah banyak digunakan. CMC modifikasi jenis baru dengan stabilitas tinggi diproduksi. Karena tingkat substitusi yang lebih tinggi dan distribusi substituen yang lebih seragam, substituen dapat digunakan dalam bidang produksi industri yang lebih luas dan lingkungan penggunaan yang kompleks untuk memenuhi persyaratan proses yang lebih tinggi. Secara internasional, CMC modifikasi jenis baru ini juga disebut “selulosa polianionik (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.
Penerapan CMC dalam makanan
FAO dan WHO telah menyetujui penggunaan CMC murni dalam makanan. Itu disetujui setelah penelitian dan pengujian biologi dan toksikologi yang sangat ketat. Asupan aman (ADI) standar internasional adalah 25mg/(kg·d), yaitu sekitar 1,5 g/hari per orang. Telah dilaporkan bahwa beberapa orang tidak mengalami reaksi toksik ketika asupannya mencapai 10 kg. CMC tidak hanya merupakan penstabil dan pengental emulsifikasi yang baik dalam aplikasi makanan, tetapi juga memiliki stabilitas pembekuan dan peleburan yang sangat baik, serta dapat meningkatkan cita rasa produk dan memperpanjang waktu penyimpanan. Jumlah yang digunakan dalam susu kedelai, es krim, es krim, jelly, minuman, dan kaleng sekitar 1% hingga 1,5%. CMC juga dapat membentuk dispersi emulsi yang stabil dengan cuka, kecap, minyak sayur, jus buah, kuah daging, jus sayur, dll., dan dosisnya 0,2% hingga 0,5%. Terutama, ia memiliki kinerja pengemulsi yang sangat baik untuk minyak hewani dan nabati, protein dan larutan berair, memungkinkannya membentuk emulsi homogen dengan kinerja yang stabil. Karena keamanan dan keandalannya, dosisnya tidak dibatasi oleh standar kebersihan pangan nasional ADI. CMC 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 injeksi, bahan pengikat dan bahan 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 modifikasi dari bubuk Yangyin Shengji obat tradisional Tiongkok, Membran Yangyin Shengji, dapat digunakan untuk luka operasi dermabrasi dan luka traumatis. Penelitian pada model hewan menunjukkan bahwa film tersebut mencegah infeksi luka dan tidak memiliki perbedaan yang signifikan dengan pembalut kain kasa. Dalam hal mengendalikan eksudasi cairan jaringan luka dan penyembuhan luka yang cepat, film ini jauh lebih baik daripada pembalut kasa, dan memiliki efek mengurangi edema pasca operasi dan iritasi luka. Sediaan film yang terbuat dari polivinil alkohol: natrium karboksimetil selulosa: polikarboksietilen dengan perbandingan 3:6:1 adalah resep terbaik, dan laju adhesi serta pelepasan keduanya meningkat. Daya rekat sediaan, waktu tinggal sediaan di rongga mulut dan kemanjuran obat dalam sediaan semuanya meningkat secara signifikan. Bupivacaine adalah anestesi lokal yang kuat, namun terkadang dapat menimbulkan efek samping kardiovaskular yang serius jika diracuni. Oleh karena itu, meskipun bupivakain digunakan secara luas secara klinis, penelitian mengenai pencegahan dan pengobatan reaksi toksiknya selalu mendapat perhatian lebih. Studi farmakologi menunjukkan bahwa CIVIC sebagai zat lepas lambat yang diformulasikan dengan larutan bupivakain dapat mengurangi efek samping obat secara signifikan. Dalam operasi PRK, penggunaan tetrakain konsentrasi rendah dan obat antiinflamasi nonsteroid yang dikombinasikan dengan CMC dapat meredakan nyeri pasca operasi secara signifikan. Pencegahan perlengketan peritoneum pasca operasi dan pengurangan obstruksi usus adalah salah satu masalah yang paling diperhatikan dalam bedah klinis. Penelitian telah menunjukkan bahwa CMC secara signifikan lebih baik daripada natrium hyaluronate dalam mengurangi derajat perlengketan peritoneum pasca operasi, dan dapat digunakan sebagai metode yang efektif untuk mencegah terjadinya perlengketan peritoneum. CMC digunakan dalam infus arteri hati 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 kegunaan yang luas. Telah dilaporkan [5] bahwa pemberian larutan CMC 1% secara intraperitoneal pada domba betina 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 zat anti pengendapan tanah, terutama untuk kain serat sintetis hidrofobik, yang jauh lebih baik daripada serat karboksimetil.
CMC dapat digunakan untuk melindungi sumur minyak sebagai penstabil lumpur dan agen retensi 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 bahan pengatur ukuran, pengental untuk pencetakan dan pencelupan pasta, pencetakan tekstil dan finishing pengaku. Ketika digunakan sebagai bahan pengikat, ia dapat meningkatkan kelarutan dan viskositas, serta mudah untuk dihilangkan ukurannya; sebagai bahan pengeras, dosisnya di atas 95%; ketika digunakan sebagai bahan pengatur ukuran, kekuatan dan fleksibilitas film ukuran meningkat secara signifikan; dengan fibroin sutra yang diregenerasi Membran komposit yang terdiri dari karboksimetil selulosa digunakan sebagai matriks untuk imobilisasi glukosa oksidase, dan glukosa oksidase serta ferrosen karboksilat diimobilisasi, dan biosensor glukosa yang dibuat memiliki sensitivitas dan stabilitas yang lebih tinggi. Penelitian telah menunjukkan bahwa ketika silika gel homogenat dibuat 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 optimal 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. Stabilitas viskositasnya dapat menjamin keseragaman ukuran, sehingga meningkatkan efisiensi tenun. Dapat juga digunakan sebagai bahan finishing tekstil, terutama untuk finishing anti kusut permanen, yang memberikan perubahan tahan lama pada kain.
CMC dapat digunakan sebagai zat anti sedimentasi, pengemulsi, pendispersi, zat perata, dan perekat untuk pelapis. Hal ini dapat membuat kandungan padat lapisan terdistribusi secara merata dalam pelarut, sehingga lapisan tidak mengalami delaminasi dalam waktu lama. Itu juga banyak digunakan dalam cat. .
Ketika CMC digunakan sebagai flokulan, CMC lebih efektif dibandingkan natrium glukonat dalam menghilangkan ion kalsium. Bila digunakan sebagai penukar kation, kapasitas tukarnya bisa mencapai 1,6 ml/g.
CMC digunakan sebagai bahan pengukur kertas dalam industri kertas, yang secara signifikan dapat meningkatkan kekuatan kering dan basah kertas, serta ketahanan minyak, penyerapan tinta, dan ketahanan air.
CMC digunakan sebagai hidrosol dalam kosmetik dan sebagai pengental pasta gigi, dan dosisnya sekitar 5%.
CMC dapat digunakan sebagai flokulan, bahan pengkhelat, pengemulsi, pengental, bahan penahan air, bahan perekat, bahan pembentuk film, dll., dan juga banyak digunakan dalam bidang elektronik, pestisida, kulit, plastik, percetakan, keramik, pasta gigi, sehari-hari. bahan kimia dan bidang lainnya, dan karena kinerjanya yang sangat baik dan kegunaannya yang luas, bidang aplikasi baru terus dibuka, dan prospek pasarnya 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 produk ini yang diperbolehkan adalah 0-25mg/kg·d.
instruksi
Campurkan CMC langsung dengan air untuk membuat lem pucat untuk digunakan nanti. Saat mengkonfigurasi lem CMC, pertama-tama tambahkan air bersih dalam jumlah tertentu ke dalam tangki batching dengan alat pengaduk, dan ketika alat pengaduk dihidupkan, taburkan CMC secara perlahan dan merata ke dalam tangki batching sambil terus diaduk, sehingga CMC Sepenuhnya terintegrasi dengan air, CMC dapat larut sepenuhnya. Saat melarutkan CMC, alasan mengapa CMC harus ditaburkan secara merata dan diaduk terus menerus adalah untuk “mencegah masalah aglomerasi, aglomerasi, dan mengurangi jumlah CMC yang terlarut ketika CMC bertemu dengan air”, dan untuk meningkatkan laju disolusi CMC. Waktu pengadukan tidak sama dengan waktu CMC larut sempurna. Itu adalah dua konsep. Secara umum, waktu pengadukan jauh lebih singkat dibandingkan waktu CMC larut sempurna. Waktu yang dibutuhkan untuk keduanya bergantung pada situasi spesifik.
Dasar penentuan waktu pengadukan adalah: kapancmcTersebar merata di dalam air dan tidak ada gumpalan besar yang terlihat jelas, pengadukan dapat dihentikan, sehingga CMC dan air dapat menembus dan menyatu satu sama lain dalam keadaan berdiri.
Dasar penentuan waktu yang diperlukan agar CMC larut sempurna adalah sebagai berikut:
(1) CMC dan air terikat sempurna, dan tidak ada pemisahan padat-cair antara keduanya;
(2) Pasta campuran berada dalam keadaan seragam, dan permukaannya rata dan halus;
(3) Warna pasta yang dicampur hampir tidak berwarna dan transparan, serta tidak ada benda granular di dalam pasta. Dari saat CMC dimasukkan ke dalam batching tank dan dicampur dengan air hingga CMC benar-benar larut, waktu yang dibutuhkan adalah antara 10 hingga 20 jam.
Waktu posting: 26 April-2024