carboximetil celuloză de sodiu (cunoscută și ca: carboximetil celuloză de sodiu, carboximetil celuloză,CMC, Carboximetil, Celuloza de sodiu, Sarea de sodiu a Caboximetilcelulozei) este cea mai utilizată și cea mai mare cantitate utilizată în lume în prezent tipuri de celuloză.
CMC-Na, pe scurt, este un derivat de celuloză cu un grad de polimerizare a glucozei de 100-2000 și o masă moleculară relativă de 242,16. Pulbere albă fibroasă sau granulară. Inodor, fără gust, fără gust, higroscopic, insolubil în solvenți organici.
Proprietăți de bază
1. Structura moleculară a carboximetilcelulozei de sodiu (CMC)
A fost produs pentru prima dată de Germania în 1918 și a fost brevetat în 1921 și a apărut în lume. De atunci, producția comercială a fost realizată în Europa. La acea vreme, era doar produs brut, folosit ca coloid și liant. Din 1936 până în 1941, cercetarea aplicațiilor industriale a carboximetil celulozei de sodiu a fost destul de activă și au fost inventate mai multe brevete inspiratoare. În timpul celui de-al Doilea Război Mondial, Germania a folosit carboximetilceluloză de sodiu în detergenții sintetici. Hercules a produs carboximetilceluloză de sodiu pentru prima dată în Statele Unite în 1943 și a produs carboximetilceluloză de sodiu rafinată în 1946, care a fost recunoscută ca un aditiv alimentar sigur. țara mea a început să-l adopte în anii 1970 și a fost utilizat pe scară largă în anii 1990. Este cea mai utilizată și cea mai mare cantitate de celuloză din lume în prezent.
Formula structurală: C6H7O2 (OH) 2OCH2COONa Formula moleculară: C8H11O7Na
Acest produs este sarea de sodiu a celulozei carboximetil eter, o fibră anionica
2. Aspectul carboximetil celulozei de sodiu (CMC)
Acest produs este sarea de sodiu a eterului carboximetil de celuloză, un eter de celuloză anionic, pulbere sau granulă fibroasă albă sau albă lăptoasă, densitate 0,5-0,7 g/cm3, aproape inodor, insipid, higroscopic. Este ușor de dispersat în apă pentru a forma o soluție coloidală transparentă și este insolubilă în solvenți organici, cum ar fi etanolul [1]. pH-ul soluției apoase 1% este de 6,5-8,5, când pH-ul >10 sau <5, vâscozitatea mucilagiului scade semnificativ, iar performanța este cea mai bună când pH=7. Stabilă la căldură, vâscozitatea crește rapid sub 20°C și se modifică lent la 45°C. Încălzirea pe termen lung peste 80°C poate denatura coloidul și poate reduce semnificativ vâscozitatea și performanța. Este ușor solubil în apă, iar soluția este transparentă; este foarte stabil în soluție alcalină, dar se hidrolizează ușor atunci când întâlnește acid și va precipita când valoarea pH-ului este de 2-3 și va reacționa și cu sărurile metalice polivalente.
Scopul principal
Este folosit ca agent de îngroșare în industria alimentară, ca purtător de medicamente în industria farmaceutică și ca liant și agent anti-redepunere în industria chimică de zi cu zi. În industria tiparului și a vopsirii, este folosit ca coloid de protecție pentru agenți de dimensionare și paste de imprimare. În industria petrochimică, poate fi utilizat ca componentă a fluidului de fracturare de recuperare a petrolului. [2]
Incompatibilitate
Carboximetilceluloza de sodiu este incompatibilă cu soluțiile acide puternice, sărurile solubile de fier și cu alte metale, cum ar fi aluminiul, mercurul și zincul. Când pH-ul este mai mic de 2 și atunci când este amestecat cu etanol 95%, va avea loc precipitarea.
Carboximetil celuloza de sodiu poate forma co-aglomerate cu gelatina si pectina si poate forma si complexe cu colagenul, care pot precipita anumite proteine incarcate pozitiv.
meșteșug
CMC este de obicei un compus polimeric anionic preparat prin reacția celulozei naturale cu alcalii caustici și acid monocloroacetic, cu o greutate moleculară de 6400 (±1 000). Principalii subproduși sunt clorura de sodiu și glicolatul de sodiu. CMC aparține modificării celulozei naturale. Organizația Națiunilor Unite pentru Alimentație și Agricultură (FAO) și Organizația Mondială a Sănătății (OMS) au numit-o oficial „celuloză modificată”.
Principalii indicatori pentru măsurarea calității CMC sunt gradul de substituție (DS) și puritatea. În general, proprietățile CMC sunt diferite dacă DS este diferit; cu cât gradul de substituție este mai mare, cu atât solubilitatea este mai puternică și transparența și stabilitatea soluției sunt mai bune. Conform rapoartelor, transparența CMC este mai bună atunci când gradul de substituție este de 0,7-1,2, iar vâscozitatea soluției sale apoase este cea mai mare când valoarea pH-ului este 6-9. Pentru a-i asigura calitatea, pe lângă alegerea agentului de eterificare, trebuie luați în considerare și câțiva factori care afectează gradul de substituție și puritate, cum ar fi relația dintre cantitatea de alcali și agent de eterificare, timpul de eterificare, conținutul de apă în sistemul, temperatura, valoarea pH-ului, soluția Concentrația și sare etc.
status-quo
Pentru a rezolva penuria de materii prime (bumbac rafinat din linters de bumbac), în ultimii ani, unele unități de cercetare științifică din țara mea au cooperat cu întreprinderi pentru a utiliza în mod cuprinzător paiele de orez, bumbacul măcinat (deșeuri de bumbac) și dăuri de caș de fasole. pentru a produce CMC cu succes. Costul de producție este mult redus, ceea ce deschide o nouă sursă de materii prime pentru producția industrială CMC și realizează utilizarea cuprinzătoare a resurselor. Pe de o parte, costul de producție este redus, iar pe de altă parte, CMC se dezvoltă către o precizie mai mare. Cercetarea și dezvoltarea CMC se concentrează în principal pe transformarea tehnologiei de producție existente și pe inovarea procesului de fabricație, precum și pe noi produse CMC cu proprietăți unice, cum ar fi procesul „metoda solvent-slurry” [3] care a fost dezvoltat cu succes. în străinătate și a fost utilizat pe scară largă. Este produs un nou tip de CMC modificat cu stabilitate ridicată. Datorită gradului mai mare de substituție și distribuției mai uniforme a substituenților, poate fi utilizat într-o gamă mai largă de domenii de producție industrială și medii de utilizare complexe pentru a îndeplini cerințele mai ridicate ale procesului. La nivel internațional, acest nou tip de CMC modificată este numit și „celuloză polianionică (PAC, celuloză polianionică)”.
siguranţă
Securitate ridicată, ADI nu are nevoie de reglementări, iar standardele naționale au fost formulate [4] .
aplicarea
Acest produs are funcții de legare, îngroșare, întărire, emulsionare, reținere a apei și suspensie.
Aplicarea CMC în alimente
FAO și OMS au aprobat utilizarea CMC pur în alimente. A fost aprobat după cercetări și teste biologice și toxicologice foarte stricte. Doza sigură (ADI) conform standardului internațional este de 25 mg/(kg·d), adică aproximativ 1,5 g/zi per persoană. S-a raportat că unele persoane nu au avut nicio reacție toxică atunci când aportul a ajuns la 10 kg. CMC nu este doar un bun stabilizator de emulsionare și un agent de îngroșare în aplicații alimentare, dar are și o stabilitate excelentă la congelare și topire și poate îmbunătăți aroma produsului și poate prelungi timpul de depozitare. Cantitatea folosită în lapte de soia, înghețată, înghețată, jeleu, băuturi și conserve este de aproximativ 1% până la 1,5%. CMC poate forma, de asemenea, o dispersie emulsionată stabilă cu oțet, sos de soia, ulei vegetal, suc de fructe, sos, suc de legume etc., iar doza este de 0,2% până la 0,5%. În special, are performanțe excelente de emulsionare pentru uleiuri animale și vegetale, proteine și soluții apoase, permițându-i să formeze o emulsie omogenă cu performanță stabilă. Datorită siguranței și fiabilității sale, doza sa nu este limitată de standardul național de igienă alimentară ADI. CMC a fost dezvoltat continuu in domeniul alimentar, si s-au efectuat si cercetari privind aplicarea carboximetilcelulozei de sodiu in productia de vin.
Utilizarea CMC în medicină
În industria farmaceutică, poate fi utilizat ca stabilizator de emulsie pentru injecții, un liant și un agent filmogen pentru tablete. Unii oameni au demonstrat că CMC este un purtător sigur și de încredere de medicamente anticancer prin experimente de bază și animale. Folosind CMC ca material membranar, forma de dozare modificată a medicinei tradiționale chineze Yangyin Shengji Powder, Yangyin Shengji Membrane, poate fi utilizată pentru răni de operație de dermoabraziune și răni traumatice. Studiile pe modele animale au arătat că filmul previne infecția rănilor și nu are nicio diferență semnificativă față de pansamentele de tifon. În ceea ce privește controlul exsudației lichidului din țesutul plăgii și vindecarea rapidă a rănilor, acest film este semnificativ mai bun decât pansamentele de tifon și are efectul de a reduce edemul postoperator și iritarea plăgii. Preparatul de film din alcool polivinilic: carboximetil celuloză de sodiu: policarboxietilenă în raport de 3:6:1 este cea mai bună prescripție, iar rata de aderență și eliberare sunt ambele crescute. Aderența preparatului, timpul de rezidență al preparatului în cavitatea bucală și eficacitatea medicamentului în preparat sunt toate îmbunătățite semnificativ. Bupivacaina este un anestezic local puternic, dar uneori poate produce efecte secundare cardiovasculare grave atunci când este otrăvită. Prin urmare, în timp ce bupivacaina este utilizată pe scară largă clinic, cercetările privind prevenirea și tratamentul reacțiilor sale toxice au fost întotdeauna acordate mai multă atenție. Studiile farmacologice au arătat că CIVIC, ca substanță cu eliberare susținută, formulată cu soluție de bupivacaină, poate reduce semnificativ efectele secundare ale medicamentului. În chirurgia PRK, utilizarea tetracainei cu concentrație scăzută și a medicamentelor antiinflamatoare nesteroidiene combinate cu CMC poate ameliora semnificativ durerea postoperatorie. Prevenirea aderențelor peritoneale postoperatorii și reducerea obstrucției intestinale sunt una dintre problemele cele mai preocupate în chirurgia clinică. Studiile au arătat că CMC este semnificativ mai bun decât hialuronatul de sodiu în reducerea gradului de aderență peritoneală postoperatorie și poate fi utilizat ca metodă eficientă pentru a preveni apariția aderențelor peritoneale. CMC este utilizat în infuzia arterială hepatică cateter de medicamente anti-cancer pentru tratamentul cancerului hepatic, care poate prelungi semnificativ timpul de rezidență al medicamentelor anti-cancer în tumori, poate spori puterea anti-tumorală și poate îmbunătăți efectul terapeutic. În medicina animală, CMC are, de asemenea, o gamă largă de utilizări. S-a raportat [5] că instilarea intraperitoneală a soluției de CMC 1% la oi are un efect semnificativ asupra prevenirii distociei și a aderențelor abdominale după intervenția chirurgicală a tractului reproducător la animale.
CMC în alte aplicații industriale
În detergenți, CMC poate fi utilizat ca agent de repunere a murdăriei, în special pentru țesăturile din fibre sintetice hidrofobe, care este semnificativ mai bună decât fibra de carboximetil.
CMC poate fi folosit pentru a proteja puțurile de petrol ca stabilizator de noroi și agent de reținere a apei în forajele petroliere. Doza pentru fiecare sondă de petrol este de 2,3t pentru puțurile de mică adâncime și de 5,6t pentru puțurile adânci;
În industria textilă, este folosit ca agent de dimensionare, agent de îngroșare pentru pasta de imprimare și vopsire, imprimare textile și finisare de rigidizare. Când este utilizat ca agent de dimensionare, poate îmbunătăți solubilitatea și vâscozitatea și este ușor de dedimensionat; ca agent de rigidizare, doza sa este peste 95%; atunci când este utilizat ca agent de dimensionare, rezistența și flexibilitatea filmului de dimensionare sunt îmbunătățite semnificativ; cu fibroină de mătase regenerată Membrana compozită compusă din carboximetil celuloză este utilizată ca matrice pentru imobilizarea glucozooxidazei, iar glucozooxidaza și ferocen carboxilatul sunt imobilizate, iar biosenzorul de glucoză realizat are sensibilitate și stabilitate mai mare. Studiile au arătat că atunci când omogenatul de silicagel este preparat cu o soluție CMC cu o concentrație de aproximativ 1% (g/v), performanța cromatografică a plăcii în strat subțire preparată este cea mai bună. În același timp, placa cu strat subțire acoperită în condiții optimizate are o rezistență adecvată a stratului, potrivită pentru diferite tehnici de eșantionare, ușor de utilizat. CMC are aderență la majoritatea fibrelor și poate îmbunătăți legătura dintre fibre. Stabilitatea vâscozității sale poate asigura uniformitatea dimensionării, îmbunătățind astfel eficiența țeserii. Poate fi folosit și ca agent de finisare pentru textile, în special pentru finisarea permanentă antirid, care aduce modificări durabile țesăturilor.
CMC poate fi utilizat ca agent anti-sedimentare, emulgator, dispersant, agent de nivelare și adeziv pentru acoperiri. Poate face ca conținutul solid al acoperirii să fie distribuit uniform în solvent, astfel încât acoperirea să nu se delamineze pentru o lungă perioadă de timp. De asemenea, este utilizat pe scară largă în vopsele. .
Când CMC este utilizat ca floculant, este mai eficient decât gluconat de sodiu în îndepărtarea ionilor de calciu. Când este utilizat ca schimb de cationi, capacitatea sa de schimb poate ajunge la 1,6 ml/g.
CMC este utilizat ca agent de dimensionare a hârtiei în industria hârtiei, ceea ce poate îmbunătăți semnificativ rezistența la uscat și rezistența la umezeală a hârtiei, precum și rezistența la ulei, absorbția cernelii și rezistența la apă.
CMC este folosit ca hidrosol în cosmetică și ca îngroșător în pasta de dinți, iar doza sa este de aproximativ 5%.
CMC poate fi folosit ca floculant, agent de chelare, emulgator, agent de îngroșare, agent de reținere a apei, agent de dimensionare, material filmogen etc. și este, de asemenea, utilizat pe scară largă în electronice, pesticide, piele, materiale plastice, imprimare, ceramică, pastă de dinți, zilnic. chimice și alte domenii și, datorită performanței sale excelente și a gamei largi de utilizări, deschide în mod constant noi domenii de aplicare, iar perspectiva pieței este extrem de larg.
Precauții
(1) Compatibilitatea acestui produs cu ioni puternici de acid, alcali puternici și metale grele (cum ar fi aluminiu, zinc, mercur, argint, fier etc.) este contraindicată.
(2) Aportul permis al acestui produs este de 0-25 mg/kg·d.
Instrucţiuni
Amestecați CMC direct cu apă pentru a face un adeziv pastos pentru utilizare ulterioară. Când configurați adeziv CMC, adăugați mai întâi o anumită cantitate de apă curată în rezervorul de dozare cu un dispozitiv de amestecare, iar când dispozitivul de amestecare este pornit, stropiți încet și uniform CMC în rezervorul de dozare, amestecând continuu, astfel încât CMC să fie complet integrat. cu apă, CMC se poate dizolva complet. Când se dizolvă CMC, motivul pentru care ar trebui să fie stropit și agitat în mod uniform este „prevenirea problemelor de aglomerare, aglomerare și reducerea cantității de CMC dizolvată atunci când CMC se întâlnește cu apa” și creșterea ratei de dizolvare a CMC. Timpul pentru agitare nu este același cu timpul pentru dizolvarea completă a CMC. Sunt două concepte. În general, timpul de agitare este mult mai scurt decât timpul de dizolvare completă a CMC. Timpul necesar celor doi depinde de situația specifică.
Baza pentru determinarea timpului de agitare este: cândCMCeste dispersat uniform în apă și nu există cocoloașe mari evidente, amestecarea poate fi oprită, permițând CMC și apa să pătrundă și să fuzioneze unul cu celălalt în stare de repaus.
Baza pentru determinarea timpului necesar pentru ca CMC să se dizolve complet este după cum urmează:
(1) CMC și apa sunt complet legate și nu există nicio separare solid-lichid între cele două;
(2) Pasta amestecată este într-o stare uniformă, iar suprafața este plană și netedă;
(3) Culoarea pastei amestecate este aproape incoloră și transparentă și nu există obiecte granulare în pastă. Din momentul în care CMC este introdus în rezervorul de dotare și amestecat cu apă până în momentul în care CMC este complet dizolvat, timpul necesar este între 10 și 20 de ore.
Ora postării: 26-apr-2024