Natriumcarboxymethylcellulose (ook bekend als: natriumcarboxymethylcellulose, carboxymethylcellulose,CMC, Carboxymethylcellulosenatrium, natriumzout van caboxymethylcellulose) is het meest gebruikte type cellulose en de soort cellulose die momenteel in de wereld in de grootste hoeveelheid wordt gebruikt.
CMC-Na, kortweg CMC-Na, is een cellulosederivaat met een glucosepolymerisatiegraad van 100-2000 en een relatieve molecuulmassa van 242,16. Wit vezelig of korrelig poeder. Geurloos, smaakloos, smaakloos, hygroscopisch en onoplosbaar in organische oplosmiddelen.
Basis eigenschappen
1. Moleculaire structuur van natriumcarboxymethylcellulose (CMC)
Het werd voor het eerst geproduceerd in Duitsland in 1918, werd gepatenteerd in 1921 en verscheen wereldwijd. Commerciële productie is sindsdien in Europa gerealiseerd. Destijds was het slechts een ruw product, gebruikt als colloïde en bindmiddel. Van 1936 tot 1941 was het onderzoek naar industriële toepassingen van natriumcarboxymethylcellulose zeer actief en werden verschillende inspirerende patenten bedacht. Tijdens de Tweede Wereldoorlog gebruikte Duitsland natriumcarboxymethylcellulose in synthetische wasmiddelen. Hercules produceerde natriumcarboxymethylcellulose voor het eerst in de Verenigde Staten in 1943 en produceerde in 1946 geraffineerde natriumcarboxymethylcellulose, die werd erkend als een veilig voedseladditief. Mijn land begon het in de jaren 70 te gebruiken en het werd op grote schaal gebruikt in de jaren 90. Het is vandaag de dag de meest gebruikte en de grootste hoeveelheid cellulose ter wereld.
Structuurformule: C6H7O2(OH)2OCH2COONa Moleculaire formule: C8H11O7Na
Dit product is het natriumzout van cellulosecarboxymethylether, een anionische vezel
2. Uiterlijk van natriumcarboxymethylcellulose (CMC)
Dit product is het natriumzout van cellulosecarboxymethylether, een anionische cellulose-ether, wit of melkachtig wit vezelig poeder of korrel, dichtheid 0,5-0,7 g/cm3, vrijwel geurloos, smaakloos, hygroscopisch. Het is gemakkelijk te dispergeren in water om een transparante colloïdale oplossing te vormen en is onoplosbaar in organische oplosmiddelen zoals ethanol [1]. De pH van een 1% waterige oplossing is 6,5-8,5, wanneer de pH>10 of <5, neemt de viscositeit van het slijm aanzienlijk af en de prestaties zijn het beste wanneer de pH=7. Stabiel bij verhitting, de viscositeit stijgt snel onder 20°C en verandert langzaam bij 45°C. Langdurige verhitting boven 80°C kan het colloïde denatureren en de viscositeit en prestaties aanzienlijk verminderen. Het is gemakkelijk oplosbaar in water en de oplossing is transparant; Het is zeer stabiel in alkalische oplossingen, maar het hydrolyseert gemakkelijk wanneer het in contact komt met zuur en het zal neerslaan bij een pH-waarde van 2-3. Het zal ook reageren met zouten van meerwaardige metalen.
Het hoofddoel
Het wordt gebruikt als verdikkingsmiddel in de voedingsmiddelenindustrie, als medicijndrager in de farmaceutische industrie en als bindmiddel en anti-herafzettingsmiddel in de dagelijkse chemische industrie. In de druk- en verfindustrie wordt het gebruikt als beschermend colloïde voor lijmmiddelen en drukpasta's. In de petrochemische industrie kan het worden gebruikt als bestanddeel van breukvloeistof voor oliewinning. [2]
Onverenigbaarheid
Natriumcarboxymethylcellulose is onverenigbaar met sterke zure oplossingen, oplosbare ijzerzouten en sommige andere metalen zoals aluminium, kwik en zink. Bij een pH lager dan 2 en bij menging met 95% ethanol treedt neerslag op.
Natriumcarboxymethylcellulose kan co-agglomeraten vormen met gelatine en pectine. Ook kan het complexen vormen met collageen, wat bepaalde positief geladen eiwitten kan neerslaan.
ambacht
CMC is doorgaans een anionische polymeerverbinding die wordt bereid door natuurlijke cellulose te laten reageren met alkali en monochloorazijnzuur, met een molecuulgewicht van 6400 (±1000). De belangrijkste bijproducten zijn natriumchloride en natriumglycolaat. CMC behoort tot de groep van natuurlijke cellulosemodificaties. De Voedsel- en Landbouworganisatie van de Verenigde Naties (FAO) en de Wereldgezondheidsorganisatie (WHO) noemen het officieel "gemodificeerde cellulose".
De belangrijkste indicatoren om de kwaliteit van CMC te meten zijn de substitutiegraad (DS) en de zuiverheid. Over het algemeen verschillen de eigenschappen van CMC als de DS verschilt; hoe hoger de substitutiegraad, hoe sterker de oplosbaarheid en hoe beter de transparantie en stabiliteit van de oplossing. Volgens rapporten is de transparantie van CMC beter bij een substitutiegraad van 0,7-1,2, en is de viscositeit van de waterige oplossing het hoogst bij een pH-waarde van 6-9. Om de kwaliteit te waarborgen, moeten naast de keuze van het veretheringsmiddel ook enkele factoren worden overwogen die de substitutiegraad en zuiverheid beïnvloeden, zoals de verhouding tussen de hoeveelheid alkali en het veretheringsmiddel, de veretheringstijd, het watergehalte in het systeem, de temperatuur, de pH-waarde, de concentratie van de oplossing en het zoutgehalte, enz.
status-quo
Om het tekort aan grondstoffen (geraffineerd katoen gemaakt van katoenlinters) op te lossen, hebben enkele wetenschappelijke onderzoeksafdelingen in mijn land de afgelopen jaren samengewerkt met bedrijven om rijststro, gemalen katoen (katoenafval) en tofu-resten op een uitgebreide manier te benutten voor de succesvolle productie van CMC. De productiekosten zijn aanzienlijk verlaagd, wat een nieuwe bron van grondstoffen opent voor de industriële productie van CMC en een volledig gebruik van hulpbronnen mogelijk maakt. Enerzijds worden de productiekosten verlaagd en anderzijds ontwikkelt CMC zich naar een hogere precisie. Het onderzoek en de ontwikkeling van CMC richten zich voornamelijk op de transformatie van bestaande productietechnologie en de innovatie van het productieproces, evenals op nieuwe CMC-producten met unieke eigenschappen, zoals de "solvent-slurry-methode" [3], die met succes in het buitenland is ontwikkeld en op grote schaal wordt gebruikt. Er wordt een nieuw type gemodificeerd CMC met een hoge stabiliteit geproduceerd. Dankzij de hogere substitutiegraad en de gelijkmatigere verdeling van substituenten kan het worden gebruikt in een breder scala aan industriële productiegebieden en complexe gebruiksomgevingen om te voldoen aan hogere procesvereisten. Internationaal wordt dit nieuwe type gemodificeerde CMC ook wel “polyanionische cellulose (PAC, Poly anionische cellulose)” genoemd.
veiligheid
De hoge veiligheid van ADI vereist geen regelgeving en er zijn nationale normen geformuleerd [4].
sollicitatie
Dit product heeft de volgende functies: binden, verdikken, versterken, emulgeren, watervasthouden en suspenderen.
Toepassing van CMC in voeding
FAO en WHO hebben het gebruik van pure CMC in voedsel goedgekeurd. Het werd goedgekeurd na zeer streng biologisch en toxicologisch onderzoek en tests. De veilige inname (ADI) van de internationale norm is 25 mg / (kg · d), dat is ongeveer 1,5 g / d per persoon. Er is gemeld dat sommige mensen geen toxische reactie hadden toen de inname 10 kg bereikte. CMC is niet alleen een goede emulsiestabilisator en verdikkingsmiddel in voedseltoepassingen, maar heeft ook een uitstekende vries- en smeltstabiliteit en kan de smaak van het product verbeteren en de bewaartijd verlengen. De hoeveelheid die wordt gebruikt in sojamelk, ijs, roomijs, gelei, dranken en blikjes is ongeveer 1% tot 1,5%. CMC kan ook een stabiele geëmulgeerde dispersie vormen met azijn, sojasaus, plantaardige olie, vruchtensap, jus, groentesap, enz., en de dosering is 0,2% tot 0,5%. Het heeft met name uitstekende emulgerende eigenschappen voor dierlijke en plantaardige oliën, eiwitten en waterige oplossingen, waardoor het een homogene emulsie met stabiele prestaties kan vormen. Dankzij de veiligheid en betrouwbaarheid is de dosering niet beperkt door de nationale norm voor voedselhygiëne (ADI). CMC is continu ontwikkeld in de voedingssector en er is ook onderzoek gedaan naar de toepassing van natriumcarboxymethylcellulose in de wijnproductie.
Het gebruik van CMC in de geneeskunde
In de farmaceutische industrie kan het worden gebruikt als emulsiestabilisator voor injecties, als bindmiddel en als filmvormend middel voor tabletten. Sommige mensen hebben bewezen dat CMC een veilige en betrouwbare drager is voor kankermedicijnen door middel van basale en dierexperimenten. Met CMC als membraanmateriaal kan de aangepaste doseringsvorm van het traditionele Chinese medicijn Yangyin Shengji Poeder, Yangyin Shengji Membraan, worden gebruikt voor dermabrasie-operatiewonden en traumatische wonden. Diermodelstudies hebben aangetoond dat de film wondinfectie voorkomt en geen significant verschil vertoont met gaasverbanden. Wat betreft het beheersen van de exsudatie van wondweefselvocht en een snelle wondgenezing is deze film aanzienlijk beter dan gaasverbanden en vermindert het postoperatief oedeem en wondirritatie. Een filmpreparaat van polyvinylalcohol:natriumcarboxymethylcellulose:polycarboxyethyleen in een verhouding van 3:6:1 is het beste recept, en zowel de hechting als de afgiftesnelheid worden verhoogd. De hechting van het preparaat, de verblijftijd van het preparaat in de mondholte en de werkzaamheid van het geneesmiddel in het preparaat worden aanzienlijk verbeterd. Bupivacaïne is een krachtig lokaal anestheticum, maar kan bij vergiftiging soms ernstige cardiovasculaire bijwerkingen veroorzaken. Hoewel bupivacaïne klinisch veel wordt gebruikt, is er daarom altijd meer aandacht besteed aan onderzoek naar de preventie en behandeling van de toxische reacties. Farmacologische studies hebben aangetoond dat CIVIC, als een stof met vertraagde afgifte, geformuleerd met bupivacaïne-oplossing, de bijwerkingen van het geneesmiddel aanzienlijk kan verminderen. Bij PRK-chirurgie kan het gebruik van tetracaïne in lage concentraties en niet-steroïde anti-inflammatoire geneesmiddelen in combinatie met CMC de postoperatieve pijn aanzienlijk verlichten. Het voorkomen van postoperatieve peritoneale verklevingen en het verminderen van darmobstructie zijn een van de meest zorgwekkende kwesties in de klinische chirurgie. Studies hebben aangetoond dat CMC significant beter is dan natriumhyaluronaat in het verminderen van de mate van postoperatieve peritoneale verklevingen en kan worden gebruikt als een effectieve methode om het optreden van peritoneale verklevingen te voorkomen. CMC wordt gebruikt bij katheter-leverarteriële infusie van antikankermedicijnen voor de behandeling van leverkanker. Dit kan de verblijftijd van antikankermedicijnen in tumoren aanzienlijk verlengen, de antitumorwerking versterken en het therapeutische effect verbeteren. In de diergeneeskunde kent CMC ook een breed scala aan toepassingen. Er is gerapporteerd [5] dat intraperitoneale toediening van 1% CMC-oplossing aan ooien een significant effect heeft op het voorkomen van dystocie en abdominale verklevingen na een operatie aan het voortplantingsstelsel bij vee.
CMC in andere industriële toepassingen
CMC kan in wasmiddelen worden gebruikt als middel tegen het opnieuw afzetten van vuil, vooral voor hydrofobe synthetische vezelstoffen. Dit werkt aanzienlijk beter dan carboxymethylvezels.
CMC kan worden gebruikt om oliebronnen te beschermen als modderstabilisator en waterretentiemiddel bij het boren naar olie. De dosering per oliebron is 2,3 ton voor ondiepe putten en 5,6 ton voor diepe putten;
In de textielindustrie wordt het gebruikt als appreteermiddel, verdikkingsmiddel voor druk- en verfpasta, textieldruk en verstevigingsafwerking. Bij gebruik als appreteermiddel kan het de oplosbaarheid en viscositeit verbeteren en is het gemakkelijk te ontsterken; als verstevigingsmiddel is de dosering hoger dan 95%; bij gebruik als appreteermiddel worden de sterkte en flexibiliteit van de appreteerfilm aanzienlijk verbeterd; met geregenereerde zijdefibroïne. Het composietmembraan, bestaande uit carboxymethylcellulose, wordt gebruikt als matrix voor het immobiliseren van glucose-oxidase. De glucose-oxidase en het ferroceencarboxylaat worden geïmmobiliseerd, waardoor de geproduceerde glucose-biosensor een hogere gevoeligheid en stabiliteit heeft. Studies hebben aangetoond dat wanneer het silicagelhomogenaat wordt bereid met een CMC-oplossing met een concentratie van ongeveer 1% (w/v), de chromatografische prestaties van de voorbereide dunnelaagplaat het beste zijn. Tegelijkertijd heeft de onder geoptimaliseerde omstandigheden gecoate dunnelaagplaat de juiste laagsterkte, is geschikt voor verschillende bemonsteringstechnieken en is eenvoudig te bedienen. CMC hecht zich aan de meeste vezels en kan de binding tussen vezels verbeteren. De stabiele viscositeit zorgt voor een uniforme lijming, wat de weefefficiëntie verbetert. Het kan ook worden gebruikt als afwerkingsmiddel voor textiel, met name voor een permanente anti-kreukafwerking, wat zorgt voor duurzame veranderingen in stoffen.
CMC kan worden gebruikt als antisedimentatiemiddel, emulgator, dispergeermiddel, egalisatiemiddel en hechtmiddel voor coatings. Het kan de vaste stof van de coating gelijkmatig verdelen in het oplosmiddel, zodat de coating langdurig niet delamineert. Het wordt ook veel gebruikt in verven.
Wanneer CMC als flocculant wordt gebruikt, is het effectiever dan natriumgluconaat in het verwijderen van calciumionen. Bij gebruik als kationenwisselaar kan de uitwisselingscapaciteit 1,6 ml/g bereiken.
CMC wordt in de papierindustrie gebruikt als papierlijmmiddel en kan de droge en natte sterkte van papier aanzienlijk verbeteren. Ook de oliebestendigheid, inktabsorptie en waterbestendigheid kunnen hierdoor worden verbeterd.
CMC wordt gebruikt als hydrolaat in cosmetica en als verdikkingsmiddel in tandpasta. De dosering bedraagt ongeveer 5%.
CMC kan worden gebruikt als vlokmiddel, chelaatvormer, emulgator, verdikkingsmiddel, waterretentiemiddel, lijmmiddel, filmvormend materiaal, enz. en wordt ook veel gebruikt in elektronica, pesticiden, leer, kunststoffen, drukwerk, keramiek, tandpasta, dagelijkse chemicaliën en andere velden. Dankzij de uitstekende prestaties en het brede scala aan toepassingen opent het voortdurend nieuwe toepassingsgebieden en zijn de marktvooruitzichten buitengewoon breed.
Voorzorgsmaatregelen
(1) De compatibiliteit van dit product met sterke zuren, sterke alkaliën en zware metaalionen (zoals aluminium, zink, kwik, zilver, ijzer, enz.) is gecontra-indiceerd.
(2) De toegestane inname van dit product is 0-25 mg/kg·d.
Instructies
Meng CMC direct met water om een pasta-achtige lijm te maken voor later gebruik. Voeg bij het bereiden van CMC-lijm eerst een bepaalde hoeveelheid schoon water toe aan de mengtank met een roermechanisme. Wanneer het roermechanisme is ingeschakeld, strooit u langzaam en gelijkmatig CMC in de mengtank, onder voortdurend roeren, zodat de CMC volledig met water vermengd kan oplossen. Bij het oplossen van CMC is het belangrijk om het gelijkmatig te strooien en continu te roeren om "problemen van agglomeratie en samenklontering te voorkomen, de hoeveelheid opgeloste CMC te verminderen wanneer CMC in contact komt met water", en om de oplossnelheid van CMC te verhogen. De roertijd is niet hetzelfde als de tijd die nodig is om CMC volledig op te lossen. Het zijn twee concepten. Over het algemeen is de roertijd veel korter dan de tijd die nodig is om CMC volledig op te lossen. De tijd die voor beide nodig is, hangt af van de specifieke situatie.
De basis voor het bepalen van de roertijd is: wanneer deCMCgelijkmatig in het water is verdeeld en er geen grote klonten meer zichtbaar zijn, kan het roeren worden gestopt, zodat de CMC en het water kunnen doordringen en in staande toestand met elkaar kunnen samensmelten.
De basis voor het bepalen van de tijd die nodig is voor het volledig oplossen van CMC is als volgt:
(1) CMC en water zijn volledig gebonden, en er is geen scheiding tussen vaste stof en vloeistof;
(2) De gemengde pasta is in een uniforme toestand en het oppervlak is vlak en glad;
(3) De kleur van de gemengde pasta is bijna kleurloos en transparant, en er bevinden zich geen korrelige deeltjes in de pasta. Vanaf het moment dat CMC in de batchtank wordt gedaan en met water wordt gemengd tot het moment dat CMC volledig is opgelost, bedraagt de benodigde tijd tussen de 10 en 20 uur.
Plaatsingstijd: 26-04-2024