Natrio karboksimetilceliuliozė (taip pat žinoma kaip: natrio karboksimetilceliuliozė, karboksimetilceliuliozė,CMC, karboksimetilo, celiuliozės natrio druska, kaboksimetilceliuliozės natrio druska) yra plačiausiai naudojama ir didžiausias kiekis pasaulyje šiandien naudojamų celiuliozės rūšių.
Trumpai tariant, CMC-Na yra celiuliozės darinys, kurio gliukozės polimerizacijos laipsnis yra 100–2000, o santykinė molekulinė masė – 242,16. Balti pluoštiniai arba granuliuoti milteliai. Bekvapis, beskonis, beskonis, higroskopiškas, netirpsta organiniuose tirpikliuose.
Pagrindinės savybės
1. Natrio karboksimetilceliuliozės (CMC) molekulinė struktūra
Pirmą kartą jį pagamino Vokietija 1918 m., o užpatentavo 1921 m. ir pasirodė pasaulyje. Nuo to laiko Europoje pradėta gaminti komercinė gamyba. Tuo metu tai buvo tik žalias produktas, naudojamas kaip koloidas ir rišiklis. 1936–1941 metais natrio karboksimetilceliuliozės pramoninio taikymo tyrimai buvo gana aktyvūs, buvo išrasti keli įkvepiantys patentai. Antrojo pasaulinio karo metais Vokietija naudojo natrio karboksimetilceliuliozę sintetiniuose plovikliuose. 1943 metais Hercules pirmą kartą pagamino natrio karboksimetilceliuliozę JAV, o 1946 metais – rafinuotą natrio karboksimetilceliuliozę, kuri buvo pripažinta saugiu maisto priedu. mano šalis jį pradėjo taikyti aštuntajame dešimtmetyje, o 1990-aisiais jis buvo plačiai naudojamas. Šiandien tai plačiausiai naudojama ir didžiausias celiuliozės kiekis pasaulyje.
Struktūrinė formulė: C6H7O2 (OH) 2OCH2COONa Molekulinė formulė: C8H11O7Na
Šis produktas yra celiuliozės karboksimetileterio natrio druska, anijoninis pluoštas
2. Natrio karboksimetilceliuliozės (CMC) išvaizda
Šis produktas yra celiuliozės karboksimetilo eterio natrio druska, anijoninis celiuliozės eteris, balti arba pieno baltumo pluoštiniai milteliai arba granulės, tankis 0,5-0,7 g/cm3, beveik bekvapis, beskonis, higroskopiškas. Jį lengva disperguoti vandenyje, kad susidarytų skaidrus koloidinis tirpalas, ir netirpsta organiniuose tirpikliuose, tokiuose kaip etanolis [1]. 1% vandeninio tirpalo pH yra 6,5-8,5, kai pH>10 arba <5, gleivių klampumas labai sumažėja, o efektyvumas yra geriausias, kai pH = 7. Stabilus karščiui, klampumas greitai pakyla žemiau 20 °C, o 45 °C temperatūroje kinta lėtai. Ilgalaikis kaitinimas virš 80°C gali denatūruoti koloidą ir žymiai sumažinti klampumą bei efektyvumą. Jis lengvai tirpsta vandenyje, o tirpalas yra skaidrus; labai stabilus šarminiame tirpale, bet susiduręs su rūgštimi lengvai hidrolizuojasi, o esant pH 2-3 nusėda, taip pat reaguos su daugiavalenčių metalų druskomis.
Pagrindinis tikslas
Jis naudojamas kaip tirštiklis maisto pramonėje, kaip vaistų nešiklis farmacijos pramonėje, o kasdienėje chemijos pramonėje – kaip rišiklis ir anti-nusėdimo priemonė. Spausdinimo ir dažymo pramonėje jis naudojamas kaip apsauginis koloidas klijavimo priemonėms ir spausdinimo pastoms. Naftos chemijos pramonėje jis gali būti naudojamas kaip alyvos regeneravimo ardymo skysčio komponentas. [2]
Nesuderinamumas
Natrio karboksimetilceliuliozė nesuderinama su stiprių rūgščių tirpalais, tirpiomis geležies druskomis ir kai kuriais kitais metalais, tokiais kaip aliuminis, gyvsidabris ir cinkas. Kai pH yra mažesnis nei 2 ir sumaišius su 95% etanoliu, atsiras nuosėdų.
Natrio karboksimetilceliuliozė gali sudaryti koaglomeratus su želatina ir pektinu, taip pat gali sudaryti kompleksus su kolagenu, kuris gali nusodinti tam tikrus teigiamai įkrautus baltymus.
amatas
CMC paprastai yra anijoninis polimerinis junginys, gaunamas natūraliai celiuliozei reaguojant su šarminiu šarmu ir monochloracto rūgštimi, kurio molekulinė masė yra 6 400 (± 1 000). Pagrindiniai šalutiniai produktai yra natrio chloridas ir natrio glikolatas. CMC priklauso natūralios celiuliozės modifikacijai. Jungtinių Tautų Maisto ir žemės ūkio organizacija (FAO) ir Pasaulio sveikatos organizacija (PSO) ją oficialiai pavadino „modifikuota celiulioze“.
Pagrindiniai CMC kokybės rodikliai yra pakeitimo laipsnis (DS) ir grynumas. Paprastai CMC savybės skiriasi, jei DS skiriasi; kuo didesnis pakeitimo laipsnis, tuo stipresnis tirpumas ir geresnis tirpalo skaidrumas bei stabilumas. Remiantis pranešimais, CMC skaidrumas yra geresnis, kai pakeitimo laipsnis yra 0,7-1,2, o jo vandeninio tirpalo klampumas yra didžiausias, kai pH yra 6-9. Siekiant užtikrinti jo kokybę, be eterinimo agento pasirinkimo, reikia atsižvelgti ir į kai kuriuos veiksnius, turinčius įtakos pakeitimo ir grynumo laipsniui, pvz., ryšį tarp šarmo kiekio ir eterinimo agento, eterinimo laiką, vandens kiekį sistema, temperatūra, pH vertė, tirpalo koncentracija ir druska ir kt.
status quo
Siekdami išspręsti žaliavų (rafinuotos medvilnės, pagamintos iš medvilnės įdubų) trūkumą, pastaraisiais metais kai kurie mano šalies mokslinių tyrimų padaliniai bendradarbiavo su įmonėmis, siekdami visapusiškai panaudoti ryžių šiaudus, maltą medvilnę (medvilnės atlieką) ir pupelių varškės nuosėdas. sėkmingai gaminti CMC. Gamybos savikaina labai sumažėja, o tai atveria naują žaliavų šaltinį CMC pramoninei gamybai ir realizuoja visapusišką išteklių panaudojimą. Viena vertus, sumažėja gamybos sąnaudos, kita vertus, CMC tobulėja siekiant didesnio tikslumo. CMC moksliniai tyrimai ir plėtra daugiausiai dėmesio skiria esamos gamybos technologijos transformacijai ir gamybos proceso naujovėms, taip pat naujiems CMC produktams, pasižymintiems unikaliomis savybėmis, pavyzdžiui, sėkmingai išvystytu „tirpiklio-srutų metodu“ [3]. užsienyje ir buvo plačiai naudojamas. Gaminamas naujo tipo modifikuotas CMC, pasižymintis dideliu stabilumu. Dėl didesnio pakeitimo laipsnio ir tolygesnio pakaitalų pasiskirstymo, jis gali būti naudojamas įvairesnėse pramoninės gamybos srityse ir sudėtingose naudojimo aplinkose, kad atitiktų aukštesnius proceso reikalavimus. Tarptautiniu mastu šis naujas modifikuotas CMC tipas dar vadinamas „polianijonine celiulioze (PAC, polianijonine celiulioze)“.
saugumo
Didelis saugumas, ADI nereikia reglamentų, suformuluoti nacionaliniai standartai [4] .
taikymas
Šis produktas turi surišimo, tirštinimo, stiprinimo, emulsinimo, vandens sulaikymo ir suspensijos funkcijas.
CMC taikymas maiste
FAO ir PSO patvirtino gryno CMC naudojimą maiste. Jis patvirtintas po labai griežtų biologinių ir toksikologinių tyrimų bei bandymų. Tarptautinio standarto saugus suvartojimas (ADI) yra 25 mg/(kg·d) , tai yra apie 1,5 g/d vienam žmogui. Buvo pranešta, kad kai kuriems žmonėms nepasireiškė jokios toksinės reakcijos, kai suvartojama 10 kg. CMC yra ne tik geras emulsinimo stabilizatorius ir tirštiklis maisto reikmėms, bet taip pat turi puikų užšalimo ir lydymosi stabilumą, gali pagerinti produkto skonį ir pailginti laikymo laiką. Sojų piene, leduose, leduose, želė, gėrimuose ir skardinėse naudojamas kiekis yra apie 1–1,5%. CMC taip pat gali sudaryti stabilią emulsinę dispersiją su actu, sojos padažu, augaliniu aliejumi, vaisių sultimis, padažu, daržovių sultimis ir kt., o dozė yra 0,2–0,5%. Jis ypač gerai emulsuoja gyvūninius ir augalinius aliejus, baltymus ir vandeninius tirpalus, todėl gali sudaryti vienalytę emulsiją, kurios veikimas yra stabilus. Dėl saugumo ir patikimumo jo dozavimo neriboja nacionalinė maisto higienos norma ADI. CMC buvo nuolat tobulinamas maisto srityje, taip pat buvo atlikti natrio karboksimetilceliuliozės panaudojimo vyno gamyboje tyrimai.
CMC naudojimas medicinoje
Farmacijos pramonėje jis gali būti naudojamas kaip emulsijos stabilizatorius injekcijoms, rišiklis ir plėvelę formuojanti priemonė tabletėms. Kai kurie žmonės įrodė, kad CMC yra saugus ir patikimas priešvėžinių vaistų nešiklis, atlikdami pagrindinius ir eksperimentus su gyvūnais. Naudojant CMC kaip membraninę medžiagą, modifikuota tradicinės kinų medicinos Yangyin Shengji miltelių dozavimo forma, Yangyin Shengji membrana gali būti naudojama dermabrazinės operacijos žaizdoms ir trauminėms žaizdoms gydyti. Tyrimai su gyvūnų modeliais parodė, kad plėvelė apsaugo nuo žaizdų infekcijos ir neturi reikšmingo skirtumo nuo marlės tvarsčių. Kontroliuojant žaizdos audinių skysčio išsiskyrimą ir greitą žaizdų gijimą, ši plėvelė yra žymiai geresnė už marlės tvarsčius ir mažina pooperacinę edemą bei žaizdų dirginimą. Plėvelės preparatas, pagamintas iš polivinilo alkoholio: natrio karboksimetilceliuliozės: polikarboksietileno santykiu 3:6:1, yra geriausias receptas, o sukibimas ir atsipalaidavimo greitis yra geresnis. Žymiai pagerėja preparato sukibimas, preparato buvimo burnos ertmėje laikas ir vaisto veiksmingumas preparate. Bupivakainas yra galingas vietinis anestetikas, tačiau kartais apsinuodijęs jis gali sukelti rimtų širdies ir kraujagyslių sistemos šalutinių poveikių. Todėl, nors bupivakainas plačiai naudojamas kliniškai, jo toksinių reakcijų prevencijos ir gydymo tyrimams visada buvo skiriama daugiau dėmesio. Farmakologiniai tyrimai parodė, kad CIVIC kaip ilgalaikio atpalaidavimo medžiaga, sudaryta su bupivakaino tirpalu, gali žymiai sumažinti šalutinį vaisto poveikį. PRK operacijos metu mažos koncentracijos tetrakaino ir nesteroidinių vaistų nuo uždegimo vartojimas kartu su CMC gali žymiai sumažinti pooperacinį skausmą. Pooperacinių pilvaplėvės sąaugų prevencija ir žarnyno nepraeinamumo mažinimas yra vienas iš labiausiai rūpimų klinikinės chirurgijos klausimų. Tyrimai parodė, kad CMC žymiai geriau nei natrio hialuronatas sumažina pooperacinių pilvaplėvės sąaugų laipsnį ir gali būti naudojamas kaip veiksmingas būdas išvengti pilvaplėvės sąaugų atsiradimo. CMC naudojamas priešvėžinių vaistų kateterinėje arterinėje infuzijoje kepenų vėžiui gydyti, o tai gali žymiai pailginti priešvėžinių vaistų buvimo augliuose laiką, sustiprinti priešnavikinę galią ir pagerinti gydomąjį poveikį. Gyvūnų medicinoje CMC taip pat plačiai naudojamas. Buvo pranešta [5], kad 1% CMC tirpalo į pilvaplėvės ertmę lašinimas avelėms turi reikšmingą poveikį distocijos ir pilvo sąaugų prevencijai po gyvulių reprodukcinio trakto operacijos.
CMC kitose pramonės srityse
Skalbimo priemonėse CMC gali būti naudojamas kaip priemonė nuo nešvarumų nusodinimo, ypač hidrofobiniams sintetinio pluošto audiniams, kuris yra žymiai geresnis nei karboksimetilo pluoštas.
CMC gali būti naudojamas apsaugoti naftos gręžinius kaip purvo stabilizatorius ir vandenį sulaikantis agentas gręžiant naftą. Kiekvieno naftos gręžinio dozė yra 2,3 t sekliuose šuliniuose ir 5,6 t giliuose šuliniuose;
Tekstilės pramonėje jis naudojamas kaip klijavimo priemonė, tirštiklis marginimui ir dažymo pastai, tekstilės marginimui ir standinančiajai apdailai. Kai naudojamas kaip klijavimo agentas, jis gali pagerinti tirpumą ir klampumą, be to, jį lengva pašalinti; kaip standinanti medžiaga, jo dozė yra didesnė nei 95%; kai naudojama kaip klijavimo priemonė, dydžio plėvelės stiprumas ir lankstumas žymiai pagerėja; Su regeneruotu šilko fibroinu Sudėtinė membrana, sudaryta iš karboksimetilceliuliozės, naudojama kaip matrica gliukozės oksidazei imobilizuoti, o gliukozės oksidazė ir feroceno karboksilatas yra imobilizuojami, o pagamintas gliukozės biosensorius pasižymi didesniu jautrumu ir stabilumu. Tyrimai parodė, kad kai silikagelio homogenatas ruošiamas CMC tirpalu, kurio koncentracija yra apie 1 % (m/t), paruoštos plonasluoksnės plokštelės chromatografinės savybės yra geriausios. Tuo pačiu metu plonasluoksnė plokštė, padengta optimizuotomis sąlygomis, turi atitinkamą sluoksnio stiprumą, tinka įvairiems mėginių ėmimo technikoms, lengvai valdoma. CMC sukimba su dauguma pluoštų ir gali pagerinti sukibimą tarp pluoštų. Jo klampos stabilumas gali užtikrinti dydžio vienodumą ir taip pagerinti audimo efektyvumą. Jis taip pat gali būti naudojamas kaip tekstilės apdailos medžiaga, ypač ilgalaikei raukšlių apdailai, kuri suteikia ilgalaikių audinių pokyčių.
CMC gali būti naudojamas kaip anti-sedimentacijos agentas, emulsiklis, dispergatorius, išlyginamoji medžiaga ir dangų klijai. Jis gali tolygiai paskirstyti dangos kietąjį turinį tirpiklyje, kad danga ilgą laiką nesisluoksniuotų. Jis taip pat plačiai naudojamas dažuose. .
Kai CMC naudojamas kaip flokuliantas, jis efektyviau pašalina kalcio jonus nei natrio gliukonatas. Naudojant kaip katijonų mainus, jo mainų talpa gali siekti 1,6 ml/g.
CMC naudojamas kaip popieriaus klijavimo priemonė popieriaus pramonėje, kuri gali žymiai pagerinti popieriaus stiprumą sausoje ir šlapioje vietoje, taip pat atsparumą alyvai, rašalo sugėrimą ir atsparumą vandeniui.
CMC naudojamas kaip hidrozolis kosmetikoje ir kaip tirštiklis dantų pastoje, jo dozavimas – apie 5 proc.
CMC gali būti naudojamas kaip flokuliantas, kompleksonas, emulsiklis, tirštiklis, vandenį sulaikanti medžiaga, sluoksniavimo medžiaga, plėvelę formuojanti medžiaga ir kt., Taip pat plačiai naudojamas elektronikoje, pesticiduose, odoje, plastikuose, spaudoje, keramikoje, dantų pastoje, kasdien. chemijos ir kitose srityse, o dėl savo puikių eksploatacinių savybių ir plataus naudojimo spektro jis nuolat atveria naujas taikymo sritis, o rinkos perspektyva yra labai plati.
Atsargumo priemonės
(1) Šio gaminio suderinamumas su stipriomis rūgštimis, stipriais šarmais ir sunkiųjų metalų jonais (pvz., aliuminio, cinko, gyvsidabrio, sidabro, geležies ir kt.) yra kontraindikuotinas.
(2) Leidžiamas šio produkto suvartojimas yra 0–25 mg/kg·d.
Instrukcijos
Sumaišykite CMC tiesiai su vandeniu, kad susidarytų pastos klijai, kuriuos būtų galima naudoti vėliau. Konfigūruodami CMC klijus, pirmiausia į dozavimo baką su maišymo įrenginiu įpilkite tam tikrą kiekį švaraus vandens, o įjungę maišymo įrenginį lėtai ir tolygiai pabarstykite CMC į dozavimo baką, nuolat maišydami, kad CMC visiškai integruotų. su vandeniu, CMC gali visiškai ištirpti. Tirpinant CMC, priežastis, kodėl jį reikia tolygiai pabarstyti ir nuolat maišyti, yra „užkirsti kelią aglomeracijos, aglomeracijos problemoms ir sumažinti ištirpusio CMC kiekį, kai CMC susitinka su vandeniu“, ir padidinti CMC tirpimo greitį. Maišymo laikas nėra toks pat kaip laikas, per kurį CMC visiškai ištirpsta. Tai dvi sąvokos. Paprastai tariant, maišymo laikas yra daug trumpesnis nei laikas, per kurį CMC visiškai ištirpsta. Laikas, reikalingas abiem, priklauso nuo konkrečios situacijos.
Maišymo trukmės nustatymo pagrindas yra: kaiCMCyra tolygiai pasiskirstęs vandenyje ir nėra akivaizdžių didelių gabalėlių, maišymą galima sustabdyti, kad CMC ir vanduo galėtų prasiskverbti ir susilieti vienas su kitu stovint.
Laiko, reikalingo CMC visiškai ištirpti, nustatymo pagrindas yra toks:
(1) CMC ir vanduo yra visiškai sujungti ir tarp jų nėra kieto ir skysčio atsiskyrimo;
(2) Sumaišyta pasta yra vienodos būsenos, o paviršius yra plokščias ir lygus;
(3) Sumaišytos pastos spalva yra artima bespalvei ir skaidriai, o pastoje nėra granuliuotų objektų. Nuo to laiko, kai CMC įdedamas į dozavimo baką ir sumaišomas su vandeniu iki visiško CMC ištirpimo, reikalingas laikas yra nuo 10 iki 20 valandų.
Paskelbimo laikas: 2024-04-26