Carboximetilcelulose de sódio (também conhecida como: carboximetilcelulose de sódio, carboximetilcelulose,CMC, Carboximetil, Celulose Sódica, Sal sódico de Caboxi Metil Celulose) é o tipo de celulose mais utilizado e em maior quantidade no mundo hoje.
CMC-Na, abreviadamente, é um derivado de celulose com um grau de polimerização de glicose de 100-2000 e uma massa molecular relativa de 242,16. Pó branco fibroso ou granulado. Inodoro, insípido, insípido, higroscópico, insolúvel em solventes orgânicos.
Propriedades básicas
1. Estrutura molecular da carboximetilcelulose sódica (CMC)
Foi produzido pela primeira vez na Alemanha em 1918, foi patenteado em 1921 e apareceu no mundo. Desde então, a produção comercial foi alcançada na Europa. Naquela época era apenas produto bruto, utilizado como colóide e aglutinante. De 1936 a 1941, a pesquisa de aplicação industrial da carboximetilcelulose sódica foi bastante ativa e várias patentes inspiradoras foram inventadas. Durante a Segunda Guerra Mundial, a Alemanha usou carboximetilcelulose sódica em detergentes sintéticos. A Hercules produziu carboximetilcelulose de sódio pela primeira vez nos Estados Unidos em 1943 e produziu carboximetilcelulose de sódio refinada em 1946, que foi reconhecida como um aditivo alimentar seguro. meu país começou a adotá-lo na década de 1970 e foi amplamente utilizado na década de 1990. É a celulose mais utilizada e com maior quantidade de celulose no mundo atualmente.
Fórmula estrutural: C6H7O2 (OH) 2OCH2COONa Fórmula molecular: C8H11O7Na
Este produto é o sal de sódio do éter carboximetílico de celulose, uma fibra aniônica
2. Aparência de carboximetilcelulose sódica (CMC)
Este produto é o sal de sódio do éter carboximetílico de celulose, um éter de celulose aniônico, pó ou grânulo fibroso branco ou branco leitoso, densidade 0,5-0,7 g/cm3, quase inodoro, insípido, higroscópico. É fácil dispersar em água para formar uma solução coloidal transparente e é insolúvel em solventes orgânicos como o etanol [1]. O pH da solução aquosa a 1% é 6,5-8,5, quando o pH> 10 ou <5, a viscosidade da mucilagem diminui significativamente e o desempenho é melhor quando o pH = 7. Estável ao calor, a viscosidade aumenta rapidamente abaixo de 20°C e muda lentamente a 45°C. O aquecimento prolongado acima de 80°C pode desnaturar o colóide e reduzir significativamente a viscosidade e o desempenho. É facilmente solúvel em água e a solução é transparente; é muito estável em solução alcalina, mas é facilmente hidrolisado quando encontra ácido e precipitará quando o valor de pH for 2-3 e também reagirá com sais metálicos polivalentes.
O objetivo principal
É utilizado como espessante na indústria alimentícia, como carreador de medicamentos na indústria farmacêutica e como aglutinante e agente anti-redeposição na indústria química diária. Na indústria de impressão e tingimento, é utilizado como colóide protetor para agentes de colagem e pastas de impressão. Na indústria petroquímica, pode ser usado como componente de fluido de fraturamento para recuperação de petróleo. [2]
Incompatibilidade
A carboximetilcelulose sódica é incompatível com soluções de ácidos fortes, sais solúveis de ferro e alguns outros metais, como alumínio, mercúrio e zinco. Quando o pH for inferior a 2 e quando misturado com etanol a 95%, ocorrerá precipitação.
A carboximetilcelulose de sódio pode formar coaglomerados com gelatina e pectina e também formar complexos com colágeno, o que pode precipitar certas proteínas carregadas positivamente.
arte
O CMC é geralmente um composto polimérico aniônico preparado pela reação da celulose natural com álcali cáustico e ácido monocloroacético, com peso molecular de 6.400 (± 1.000). Os principais subprodutos são cloreto de sódio e glicolato de sódio. O CMC pertence à modificação natural da celulose. A Organização das Nações Unidas para a Alimentação e a Agricultura (FAO) e a Organização Mundial da Saúde (OMS) chamaram-na oficialmente de “celulose modificada”.
Os principais indicadores para medir a qualidade da CMC são o grau de substituição (DS) e a pureza. Geralmente, as propriedades do CMC são diferentes se o DS for diferente; quanto maior o grau de substituição, mais forte será a solubilidade e melhor será a transparência e estabilidade da solução. Segundo relatos, a transparência do CMC é melhor quando o grau de substituição é de 0,7-1,2, e a viscosidade de sua solução aquosa é maior quando o valor de pH é de 6-9. Para garantir sua qualidade, além da escolha do agente de eterificação, alguns fatores que afetam o grau de substituição e pureza também devem ser considerados, como a relação entre a quantidade de álcali e agente de eterificação, tempo de eterificação, teor de água em o sistema, temperatura, valor de pH, concentração da solução e sal, etc.
status quo
A fim de resolver a escassez de matérias-primas (algodão refinado feito de línteres de algodão), nos últimos anos, algumas unidades de pesquisa científica em meu país têm cooperado com empresas para utilizar de forma abrangente palha de arroz, algodão moído (algodão residual) e resíduos de coalhada de feijão. para produzir CMC com sucesso. O custo de produção é bastante reduzido, o que abre uma nova fonte de matéria-prima para a produção industrial da CMC e permite a utilização abrangente dos recursos. Por um lado, o custo de produção é reduzido e, por outro lado, o CMC está evoluindo para maior precisão. A pesquisa e desenvolvimento do CMC concentra-se principalmente na transformação da tecnologia de produção existente e na inovação do processo de fabricação, bem como em novos produtos CMC com propriedades únicas, como o processo “método de pasta solvente” [3] que foi desenvolvido com sucesso no exterior e tem sido amplamente utilizado. É produzido um novo tipo de CMC modificado com alta estabilidade. Devido ao maior grau de substituição e à distribuição mais uniforme de substituintes, pode ser usado em uma ampla gama de campos de produção industrial e ambientes de uso complexos para atender a requisitos de processo mais elevados. Internacionalmente, esse novo tipo de CMC modificado também é chamado de “celulose polianiônica (PAC, celulose polianiônica)”.
segurança
Alta segurança, o ADI não precisa de regulamentações e padrões nacionais foram formulados [4].
aplicativo
Este produto tem as funções de ligação, espessamento, fortalecimento, emulsificação, retenção de água e suspensão.
Aplicação de CMC em alimentos
A FAO e a OMS aprovaram o uso de CMC puro em alimentos. Foi aprovado após pesquisas e testes biológicos e toxicológicos muito rigorosos. A ingestão segura (IDA) do padrão internacional é de 25 mg/(kg·d), ou seja, cerca de 1,5 g/d por pessoa. Foi relatado que algumas pessoas não tiveram nenhuma reação tóxica quando a ingestão atingiu 10 kg. O CMC não é apenas um bom estabilizador de emulsificação e espessante em aplicações alimentícias, mas também possui excelente estabilidade de congelamento e derretimento, podendo melhorar o sabor do produto e prolongar o tempo de armazenamento. A quantidade utilizada em leite de soja, sorvetes, sorvetes, geleias, bebidas e latas é de cerca de 1% a 1,5%. O CMC também pode formar uma dispersão emulsionada estável com vinagre, molho de soja, óleo vegetal, suco de frutas, molho, suco de vegetais, etc., e a dosagem é de 0,2% a 0,5%. Principalmente, possui excelente desempenho emulsificante para óleos animais e vegetais, proteínas e soluções aquosas, permitindo formar uma emulsão homogênea com desempenho estável. Devido à sua segurança e confiabilidade, sua dosagem não é limitada pela norma nacional de higiene alimentar ADI. O CMC tem sido continuamente desenvolvido na área alimentar, tendo também sido realizadas pesquisas sobre a aplicação da carboximetilcelulose sódica na produção de vinho.
O uso do CMC na medicina
Na indústria farmacêutica, pode ser utilizado como estabilizador de emulsões para injeções, aglutinante e agente formador de filme para comprimidos. Algumas pessoas provaram que o CMC é um transportador seguro e confiável de medicamentos anticâncer por meio de experimentos básicos e em animais. Usando CMC como material de membrana, a forma de dosagem modificada do pó Yangyin Shengji da medicina tradicional chinesa, Membrana Yangyin Shengji, pode ser usada para feridas operadas por dermoabrasão e feridas traumáticas. Estudos em modelos animais demonstraram que o filme previne infecções de feridas e não apresenta diferença significativa em relação aos curativos de gaze. Em termos de controle da exsudação de fluido do tecido da ferida e rápida cicatrização da ferida, este filme é significativamente melhor que os curativos de gaze e tem o efeito de reduzir o edema pós-operatório e a irritação da ferida. A preparação do filme feito de álcool polivinílico: carboximetilcelulose sódica: policarboxietileno na proporção de 3:6:1 é a melhor prescrição, e a adesão e a taxa de liberação são aumentadas. A adesão da preparação, o tempo de permanência da preparação na cavidade oral e a eficácia do medicamento na preparação são todos significativamente melhorados. A bupivacaína é um anestésico local poderoso, mas às vezes pode produzir efeitos colaterais cardiovasculares graves quando envenenado. Portanto, embora a bupivacaína seja amplamente utilizada clinicamente, a pesquisa sobre a prevenção e o tratamento de suas reações tóxicas sempre recebeu mais atenção. Estudos farmacológicos demonstraram que CIVIC, como substância de liberação sustentada formulada com solução de bupivacaína, pode reduzir significativamente os efeitos colaterais da droga. Na cirurgia PRK, o uso de tetracaína em baixa concentração e antiinflamatórios não esteroides combinados com CMC pode aliviar significativamente a dor pós-operatória. A prevenção de aderências peritoneais pós-operatórias e a redução da obstrução intestinal são uma das questões mais preocupantes na clínica cirúrgica. Estudos demonstraram que o CMC é significativamente melhor que o hialuronato de sódio na redução do grau de aderências peritoneais pós-operatórias e pode ser usado como um método eficaz para prevenir a ocorrência de aderências peritoneais. O CMC é usado na infusão arterial hepática por cateter de medicamentos anticâncer para o tratamento do câncer de fígado, o que pode prolongar significativamente o tempo de permanência dos medicamentos anticâncer nos tumores, aumentar o poder antitumoral e melhorar o efeito terapêutico. Na medicina animal, o CMC também tem uma ampla gama de utilizações. Foi relatado [5] que a instilação intraperitoneal de solução de CMC a 1% em ovelhas tem um efeito significativo na prevenção de distocia e aderências abdominais após cirurgia do trato reprodutivo em rebanhos.
CMC em outras aplicações industriais
Em detergentes, o CMC pode ser usado como agente de redeposição anti-sujeira, especialmente para tecidos de fibra sintética hidrofóbica, que é significativamente melhor que a fibra de carboximetila.
O CMC pode ser usado para proteger poços de petróleo como estabilizador de lama e agente de retenção de água na perfuração de petróleo. A dosagem para cada poço de petróleo é de 2,3t para poços rasos e 5,6t para poços profundos;
Na indústria têxtil é utilizado como agente de colagem, espessante para pasta de estamparia e tingimento, estamparia têxtil e acabamento de endurecimento. Quando usado como agente de colagem, pode melhorar a solubilidade e a viscosidade e é fácil de desengomagem; como agente endurecedor, sua dosagem é superior a 95%; quando usado como agente de colagem, a resistência e a flexibilidade do filme de colagem são significativamente melhoradas; com fibroína de seda regenerada A membrana composta composta por carboximetilcelulose é utilizada como matriz para imobilização da glicose oxidase, e a glicose oxidase e o carboxilato de ferroceno são imobilizados, e o biossensor de glicose confeccionado possui maior sensibilidade e estabilidade. Estudos demonstraram que quando o homogenato de sílica gel é preparado com uma solução de CMC com concentração de cerca de 1% (p/v), o desempenho cromatográfico da placa de camada fina preparada é melhor. Ao mesmo tempo, a placa de camada fina revestida em condições otimizadas possui resistência de camada apropriada, adequada para diversas técnicas de amostragem e fácil de operar. O CMC tem adesão à maioria das fibras e pode melhorar a ligação entre as fibras. A estabilidade de sua viscosidade pode garantir a uniformidade do dimensionamento, melhorando assim a eficiência da tecelagem. Também pode ser utilizado como agente de acabamento para têxteis, principalmente para acabamento antirrugas permanente, que traz mudanças duradouras aos tecidos.
O CMC pode ser usado como agente anti-sedimentação, emulsificante, dispersante, agente nivelador e adesivo para revestimentos. Pode fazer com que o conteúdo sólido do revestimento seja distribuído uniformemente no solvente, de modo que o revestimento não deslamina por muito tempo. Também é amplamente utilizado em tintas. .
Quando o CMC é usado como floculante, é mais eficaz que o gluconato de sódio na remoção de íons cálcio. Quando utilizado como troca catiônica, sua capacidade de troca pode chegar a 1,6 ml/g.
O CMC é usado como agente de colagem de papel na indústria de papel, o que pode melhorar significativamente a resistência a seco e a úmido do papel, bem como a resistência ao óleo, a absorção de tinta e a resistência à água.
O CMC é utilizado como hidrossol em cosméticos e como espessante em cremes dentais, e sua dosagem é de cerca de 5%.
O CMC pode ser usado como floculante, agente quelante, emulsificante, espessante, agente de retenção de água, agente de dimensionamento, material formador de filme, etc., e também é amplamente utilizado em eletrônicos, pesticidas, couro, plásticos, impressão, cerâmica, pasta de dente, diariamente produtos químicos e outras áreas, e devido ao seu excelente desempenho e ampla gama de utilizações, está constantemente abrindo novos campos de aplicação, e a perspectiva de mercado é extremamente ampla.
Precauções
(1) A compatibilidade deste produto com ácidos fortes, álcalis fortes e íons de metais pesados (como alumínio, zinco, mercúrio, prata, ferro, etc.) é contra-indicada.
(2) A ingestão permitida deste produto é de 0-25mg/kg·d.
Instruções
Misture o CMC diretamente com água para fazer uma cola pastosa para uso posterior. Ao configurar a cola CMC, primeiro adicione uma certa quantidade de água limpa ao tanque dosador com um dispositivo de agitação e, quando o dispositivo de agitação estiver ligado, polvilhe lenta e uniformemente o CMC no tanque dosador, mexendo continuamente, para que o CMC totalmente integrado com água, o CMC pode dissolver-se completamente. Ao dissolver o CMC, a razão pela qual deve ser borrifado uniformemente e mexido continuamente é para “prevenir os problemas de aglomeração, aglomeração e reduzir a quantidade de CMC dissolvido quando o CMC encontra a água” e para aumentar a taxa de dissolução do CMC. O tempo de agitação não é igual ao tempo para a dissolução completa do CMC. São dois conceitos. De modo geral, o tempo de agitação é muito menor do que o tempo para a dissolução completa do CMC. O tempo necessário para os dois depende da situação específica.
A base para determinar o tempo de agitação é: quando oCMCestiver uniformemente disperso na água e não houver grandes grumos óbvios, a agitação pode ser interrompida, permitindo que o CMC e a água penetrem e se fundam em estado estacionário.
A base para determinar o tempo necessário para a dissolução completa do CMC é a seguinte:
(1) O CMC e a água estão completamente ligados e não há separação sólido-líquido entre os dois;
(2) A pasta misturada está em estado uniforme e a superfície é plana e lisa;
(3) A cor da pasta misturada é quase incolor e transparente, e não há objetos granulares na pasta. Desde o momento em que o CMC é colocado no tanque dosador e misturado com água até o momento em que o CMC está completamente dissolvido, o tempo necessário é entre 10 e 20 horas.
Horário da postagem: 26 de abril de 2024