Nātrija karboksimetilceluloze (pazīstama arī kā: nātrija karboksimetilceluloze, karboksimetilceluloze,CMC, karboksimetil, celulozes nātrijs, kaboksimetilcelulozes nātrija sāls) ir mūsdienās visplašāk izmantotie un lielākais izmantotais daudzums pasaulē celulozes veidi.
Īsumā CMC-Na ir celulozes atvasinājums ar glikozes polimerizācijas pakāpi 100-2000 un relatīvo molekulmasu 242,16. Balts šķiedrains vai granulēts pulveris. Bez smaržas, bez garšas, bez garšas, higroskopisks, nešķīst organiskajos šķīdinātājos.
Pamatīpašības
1. Nātrija karboksimetilcelulozes (CMC) molekulārā struktūra
Pirmo reizi to ražoja Vācija 1918. gadā, un tas tika patentēts 1921. gadā un parādījās pasaulē. Kopš tā laika Eiropā ir sasniegta komerciālā ražošana. Tolaik tas bija tikai neapstrādāts produkts, ko izmantoja kā koloīdu un saistvielu. No 1936. līdz 1941. gadam nātrija karboksimetilcelulozes rūpnieciskā pielietojuma pētījumi bija diezgan aktīvi, un tika izgudroti vairāki iedvesmojoši patenti. Otrā pasaules kara laikā Vācija izmantoja nātrija karboksimetilcelulozi sintētiskos mazgāšanas līdzekļos. Hercules 1943. gadā pirmo reizi izgatavoja nātrija karboksimetilcelulozi ASV, bet 1946. gadā – rafinētu nātrija karboksimetilcelulozi, kas tika atzīta par drošu pārtikas piedevu. mana valsts sāka to pieņemt 1970. gados, un to plaši izmantoja 1990. gados. Mūsdienās tā ir visplašāk izmantotā un lielākais celulozes daudzums pasaulē.
Strukturālā formula: C6H7O2 (OH) 2OCH2COONa Molekulārā formula: C8H11O7Na
Šis produkts ir celulozes karboksimetilētera nātrija sāls, anjonu šķiedra
2. Nātrija karboksimetilcelulozes (CMC) izskats
Šis produkts ir celulozes karboksimetilētera nātrija sāls, anjonu celulozes ēteris, balts vai pienbalts šķiedru pulveris vai granulas, blīvums 0,5-0,7 g/cm3, gandrīz bez smaržas, bez garšas, higroskopisks. To ir viegli izkliedēt ūdenī, veidojot caurspīdīgu koloidālu šķīdumu, un tas nešķīst organiskos šķīdinātājos, piemēram, etanolā [1]. 1% ūdens šķīduma pH ir 6,5-8,5, kad pH>10 vai <5, gļotu viskozitāte ievērojami samazinās, un veiktspēja ir vislabākā, ja pH = 7. Stabils pret karstumu, viskozitāte strauji paaugstinās zem 20°C un lēnām mainās pie 45°C. Ilgstoša karsēšana virs 80°C var denaturēt koloīdu un būtiski samazināt viskozitāti un veiktspēju. Tas viegli šķīst ūdenī, un šķīdums ir caurspīdīgs; tas ir ļoti stabils sārmainā šķīdumā, bet viegli hidrolizējas, saskaroties ar skābi, un izgulsnēsies, ja pH vērtība ir 2-3, kā arī reaģēs ar daudzvērtīgiem metālu sāļiem.
Galvenais mērķis
To izmanto kā biezinātāju pārtikas rūpniecībā, kā zāļu nesēju farmācijas rūpniecībā un kā saistvielu un pretpārsēšanās līdzekli ikdienas ķīmiskajā rūpniecībā. Poligrāfijas un krāsošanas nozarē to izmanto kā aizsargkoloīdu līmēšanas līdzekļiem un apdrukas pastām. Naftas ķīmijas rūpniecībā to var izmantot kā eļļas reģenerācijas sašķelšanas šķidruma sastāvdaļu. [2]
Nesaderība
Nātrija karboksimetilceluloze nav saderīga ar stipru skābju šķīdumiem, šķīstošiem dzelzs sāļiem un dažiem citiem metāliem, piemēram, alumīniju, dzīvsudrabu un cinku. Ja pH ir mazāks par 2 un sajaucot ar 95% etanolu, notiks nokrišņi.
Nātrija karboksimetilceluloze var veidot koaglomerātus ar želatīnu un pektīnu, kā arī var veidot kompleksus ar kolagēnu, kas var izgulsnēt noteiktus pozitīvi lādētus proteīnus.
amatniecība
CMC parasti ir anjonu polimēru savienojums, ko iegūst, dabīgai celulozei reaģējot ar kodīgu sārmu un monohloretiķskābi, ar molekulmasu 6400 (±1 000). Galvenie blakusprodukti ir nātrija hlorīds un nātrija glikolāts. CMC pieder pie dabiskās celulozes modifikācijas. Apvienoto Nāciju Organizācijas Pārtikas un lauksaimniecības organizācija (FAO) un Pasaules Veselības organizācija (PVO) to oficiāli nosaukušas par "modificētu celulozi".
Galvenie rādītāji CMC kvalitātes mērīšanai ir aizstāšanas pakāpe (DS) un tīrība. Parasti CMC īpašības ir atšķirīgas, ja DS ir atšķirīgs; jo augstāka ir aizvietošanas pakāpe, jo spēcīgāka ir šķīdība un labāka šķīduma caurspīdīgums un stabilitāte. Saskaņā ar ziņojumiem CMC caurspīdīgums ir labāks, ja aizvietošanas pakāpe ir 0,7–1,2, un tā ūdens šķīduma viskozitāte ir vislielākā, ja pH vērtība ir 6–9. Lai nodrošinātu tā kvalitāti, papildus ēterifikācijas līdzekļa izvēlei jāņem vērā arī daži faktori, kas ietekmē aizvietošanas un tīrības pakāpi, piemēram, sārma un ēterifikācijas līdzekļa daudzuma attiecība, ēterēšanas laiks, ūdens saturs sistēma, temperatūra, pH vērtība, šķīdums Koncentrācija un sāls utt.
status quo
Lai atrisinātu izejvielu trūkumu (rafinēta kokvilna, kas izgatavota no kokvilnas linteriem), pēdējos gados dažas zinātniskās pētniecības vienības manā valstī ir sadarbojušās ar uzņēmumiem, lai vispusīgi izmantotu rīsu salmus, maltu kokvilnu (kokvilnas atkritumi) un pupiņu biezpiena nogulsnes. lai veiksmīgi ražotu CMC. Ražošanas izmaksas ir ievērojami samazinātas, kas paver jaunu izejvielu avotu CMC rūpnieciskajai ražošanai un nodrošina visaptverošu resursu izmantošanu. No vienas puses, tiek samazinātas ražošanas izmaksas, no otras puses, CMC attīstās uz augstāku precizitāti. CMC pētniecība un attīstība galvenokārt ir vērsta uz esošās ražošanas tehnoloģijas pārveidošanu un ražošanas procesa inovācijām, kā arī jauniem CMC produktiem ar unikālām īpašībām, piemēram, veiksmīgi izstrādāto “šķīdinātāja-surejas metodi” [3]. ārzemēs un ir plaši izmantots. Tiek ražots jauna veida modificēts CMC ar augstu stabilitāti. Lielākas aizstāšanas pakāpes un vienveidīgāka aizvietotāju sadalījuma dēļ to var izmantot plašākā rūpnieciskās ražošanas jomu lokā un sarežģītās lietošanas vidēs, lai apmierinātu augstākas procesa prasības. Starptautiski šo jauno modificēto CMC veidu sauc arī par "polianjonu celulozi (PAC, polianjonu celuloze)".
drošību
Augsta drošība, ADI nav nepieciešami noteikumi, un ir formulēti valsts standarti [4] .
pieteikumu
Šim produktam ir saistīšanas, biezināšanas, stiprināšanas, emulģēšanas, ūdens aiztures un suspensijas funkcijas.
CMC pielietojums pārtikā
FAO un PVO ir apstiprinājušas tīra CMC izmantošanu pārtikā. Tas tika apstiprināts pēc ļoti stingriem bioloģiskiem un toksikoloģiskiem pētījumiem un testiem. Starptautiskā standarta drošā uzņemšana (ADI) ir 25 mg/(kg·d), tas ir, aptuveni 1,5 g/d uz cilvēku. Ir ziņots, ka dažiem cilvēkiem nebija toksiskas reakcijas, kad uzņemšana sasniedza 10 kg. CMC ir ne tikai labs emulgācijas stabilizators un biezinātājs pārtikas produktos, bet arī izcila sasalšanas un kušanas stabilitāte, kā arī var uzlabot produkta garšu un pagarināt uzglabāšanas laiku. Sojas pienā, saldējumā, saldējumā, želejā, dzērienos un skārdenēs izmantotais daudzums ir aptuveni 1% līdz 1,5%. CMC var arī veidot stabilu emulģētu dispersiju ar etiķi, sojas mērci, augu eļļu, augļu sulu, mērci, dārzeņu sulu utt., un deva ir no 0,2% līdz 0,5%. Īpaši tai ir lieliskas dzīvnieku un augu eļļas, proteīnu un ūdens šķīdumu emulgācijas īpašības, kas ļauj veidot viendabīgu emulsiju ar stabilu veiktspēju. Tā drošuma un uzticamības dēļ tā devu neierobežo valsts pārtikas higiēnas standarts ADI. CMC ir nepārtraukti attīstīts pārtikas jomā, ir veikti arī pētījumi par nātrija karboksimetilcelulozes pielietojumu vīna ražošanā.
CMC izmantošana medicīnā
Farmācijas rūpniecībā to var izmantot kā emulsijas stabilizatoru injekcijām, saistvielu un plēvi veidojošu līdzekli tabletēm. Daži cilvēki ir pierādījuši, ka CMC ir drošs un uzticams pretvēža zāļu nesējs, izmantojot pamata eksperimentus un dzīvniekus. Izmantojot CMC kā membrānas materiālu, tradicionālās ķīniešu medicīnas Yangyin Shengji pulvera modificēto zāļu formu Yangyin Shengji membrānu var izmantot dermabrāzijas operāciju brūcēm un traumatiskām brūcēm. Dzīvnieku modeļu pētījumi ir parādījuši, ka plēve novērš brūču infekciju un tai nav būtiskas atšķirības no marles pārsējiem. Attiecībā uz brūču audu šķidruma eksudācijas kontroli un ātru brūču dzīšanu, šī plēve ir ievērojami labāka nekā marles pārsēji, un tā samazina pēcoperācijas tūsku un brūču kairinājumu. Plēves preparāts, kas izgatavots no polivinilspirta: nātrija karboksimetilcelulozes: polikarboksietilēna attiecībās 3:6:1, ir vislabākā recepte, un adhēzijas un atbrīvošanās ātrums ir palielināts. Būtiski uzlabojas preparāta adhēzija, preparāta uzturēšanās laiks mutes dobumā un zāļu efektivitāte preparātā. Bupivakaīns ir spēcīgs lokāls anestēzijas līdzeklis, taču saindēšanās gadījumā tas dažkārt var izraisīt nopietnas kardiovaskulāras blakusparādības. Tāpēc, lai gan bupivakaīnu plaši izmanto klīniski, pētījumiem par tā toksisko reakciju novēršanu un ārstēšanu vienmēr ir pievērsta lielāka uzmanība. Farmakoloģiskie pētījumi ir parādījuši, ka CIVIC kā ilgstošas darbības viela, kas veidota ar bupivakaīna šķīdumu, var ievērojami samazināt zāļu blakusparādības. PRK operācijā zemas koncentrācijas tetrakaīna un nesteroīdo pretiekaisuma līdzekļu lietošana kopā ar CMC var ievērojami mazināt pēcoperācijas sāpes. Pēcoperācijas peritoneālās saauguma novēršana un zarnu aizsprostojuma mazināšana ir viens no klīniskās ķirurģijas vissarežģītākajiem jautājumiem. Pētījumi ir parādījuši, ka CMC ir ievērojami labāks par nātrija hialuronātu, lai samazinātu pēcoperācijas peritoneālās adhēzijas pakāpi, un to var izmantot kā efektīvu metodi, lai novērstu peritoneālo saaugumu rašanos. CMC izmanto pretvēža zāļu katetra aknu arteriālajā infūzijā aknu vēža ārstēšanai, kas var ievērojami pagarināt pretvēža zāļu uzturēšanās laiku audzējos, uzlabot pretvēža spēku un uzlabot terapeitisko efektu. Dzīvnieku medicīnā CMC ir arī plašs lietojumu klāsts. Ir ziņots [5], ka 1% CMC šķīduma intraperitoneāla instilācija aitām būtiski ietekmē distocijas un vēdera adhēzijas novēršanu pēc reproduktīvā trakta operācijām mājlopiem.
CMC citos rūpnieciskos lietojumos
Mazgāšanas līdzekļos CMC var izmantot kā līdzekli pret netīrumu atkārtotu nogulsnēšanos, īpaši hidrofobām sintētisko šķiedru audumiem, kas ir ievērojami labāks par karboksimetilšķiedru.
CMC var izmantot, lai aizsargātu naftas urbumus kā dubļu stabilizatoru un ūdens aiztures līdzekli naftas urbumos. Katras eļļas urbuma deva ir 2,3 t seklajām urbumiem un 5,6 t dziļurbumiem;
Tekstilrūpniecībā to izmanto kā līmēšanas līdzekli, biezinātāju apdrukas un krāsošanas pastai, tekstila apdrukas un stingrības apdari. Ja to izmanto kā mērogu, tas var uzlabot šķīdību un viskozitāti, un to ir viegli noņemt; kā stingrības līdzeklis, tā deva ir lielāka par 95%; ja to izmanto kā līmēšanas līdzekli, izmēra plēves izturība un elastība tiek ievērojami uzlabota; ar reģenerētu zīda fibroīnu Kompozītmateriāla membrāna, kas sastāv no karboksimetilcelulozes, tiek izmantota kā matrica glikozes oksidāzes imobilizēšanai, un tiek imobilizēta glikozes oksidāze un ferocēna karboksilāts, un izgatavotajam glikozes biosensoram ir augstāka jutība un stabilitāte. Pētījumi ir parādījuši, ka, ja silikagēla homogenātu sagatavo ar CMC šķīdumu, kura koncentrācija ir aptuveni 1% (w/v), sagatavotās plānslāņa plāksnes hromatogrāfiskā veiktspēja ir vislabākā. Tajā pašā laikā plānslāņa plāksnei, kas pārklāta optimizētos apstākļos, ir atbilstoša slāņa izturība, piemērota dažādām paraugu ņemšanas metodēm, viegli darbināma. CMC ir saķere ar lielāko daļu šķiedru un var uzlabot saikni starp šķiedrām. Tā viskozitātes stabilitāte var nodrošināt izmēru viendabīgumu, tādējādi uzlabojot aušanas efektivitāti. To var izmantot arī kā tekstilizstrādājumu apdares līdzekli, īpaši pastāvīgai pretgrumbu apdarei, kas ienes audumos izturīgas izmaiņas.
CMC var izmantot kā pretsedimentācijas līdzekli, emulgatoru, disperģētāju, izlīdzināšanas līdzekli un līmi pārklājumiem. Tas var vienmērīgi sadalīt pārklājuma cieto saturu šķīdinātājā, lai pārklājums ilgstoši neatslāņotos. To plaši izmanto arī krāsās. .
Ja CMC izmanto kā flokulantu, tas ir efektīvāks par nātrija glikonātu kalcija jonu noņemšanā. Lietojot kā katjonu apmaiņu, tā apmaiņas jauda var sasniegt 1,6 ml/g.
CMC tiek izmantots kā papīra līmēšanas līdzeklis papīra rūpniecībā, kas var ievērojami uzlabot papīra izturību pret sausumu un mitrumu, kā arī eļļas izturību, tintes absorbciju un ūdens izturību.
CMC izmanto kā hidrosolu kosmētikā un kā biezinātāju zobu pastā, un tā dozēšana ir aptuveni 5%.
CMC var izmantot kā flokulantu, helātus veidojošu līdzekli, emulgatoru, biezinātāju, ūdeni aizturošu līdzekli, līmēšanas līdzekli, plēvi veidojošu materiālu utt., Un to plaši izmanto arī elektronikā, pesticīdos, ādā, plastmasā, drukāšanā, keramikā, zobu pastā, ikdienā. ķimikāliju un citās jomās, un tā izcilās veiktspējas un plašā pielietojuma klāsta dēļ tas pastāvīgi paver jaunas pielietojuma jomas, un tirgus perspektīvas ir ārkārtīgi plašas.
Piesardzības pasākumi
(1) Šī produkta saderība ar stipru skābju, stipru sārmu un smago metālu joniem (piemēram, alumīniju, cinku, dzīvsudrabu, sudrabu, dzelzi utt.) ir kontrindicēta.
(2) Šī produkta pieļaujamā uzņemšana ir 0–25 mg/kg·d.
Norādījumi
Sajauciet CMC tieši ar ūdeni, lai izveidotu pastveida līmi vēlākai lietošanai. Konfigurējot CMC līmi, vispirms dozēšanas tvertnē ar maisīšanas ierīci pievienojiet noteiktu daudzumu tīra ūdens un, kad maisīšanas ierīce ir ieslēgta, lēni un vienmērīgi smidziniet CMC dozēšanas tvertnē, nepārtraukti maisot, lai CMC pilnībā integrētu. ar ūdeni CMC var pilnībā izšķīst. Izšķīdinot CMC, iemesls, kāpēc tas vienmērīgi jākaisa un nepārtraukti jāmaisa, ir "novērst aglomerācijas, aglomerācijas problēmas un samazināt CMC izšķīdušo daudzumu, kad CMC satiekas ar ūdeni", un palielināt CMC šķīšanas ātrumu. Maisīšanas laiks nav tāds pats kā laiks, kad CMC pilnībā izšķīst. Tie ir divi jēdzieni. Vispārīgi runājot, maisīšanas laiks ir daudz īsāks nekā laiks, kad CMC pilnībā izšķīst. Abiem nepieciešamais laiks ir atkarīgs no konkrētās situācijas.
Maisīšanas laika noteikšanas pamats ir: kadCMCir vienmērīgi izkliedēts ūdenī un nav acīmredzamu lielu kunkuļu, maisīšanu var pārtraukt, ļaujot CMC un ūdenim iekļūt un saplūst viens ar otru stāvošā stāvoklī.
Pamats, lai noteiktu laiku, kas nepieciešams, lai CMC pilnībā izšķīst, ir šāds:
(1) CMC un ūdens ir pilnībā saistīti, un starp tiem nav cietas un šķidruma atdalīšanas;
(2) Jauktā pasta ir viendabīgā stāvoklī, un virsma ir plakana un gluda;
(3) Jauktās pastas krāsa ir tuvu bezkrāsainajai un caurspīdīgai, un pastā nav granulu priekšmetu. No brīža, kad CMC tiek ievietots dozēšanas tvertnē un sajaukts ar ūdeni, līdz brīdim, kad CMC ir pilnībā izšķīdis, nepieciešamais laiks ir no 10 līdz 20 stundām.
Publicēšanas laiks: 26.04.2024