Натриевая карбоксиметилцеллюлоза (также известная как: натриевая карбоксиметилцеллюлоза, карбоксиметилцеллюлоза,КМЦ, карбоксиметилцеллюлоза натриевая, натриевая соль карбоксиметилцеллюлозы) является наиболее широко используемым и самым массовым в мире на сегодняшний день типом целлюлозы.
CMC-Na для краткости — производное целлюлозы со степенью полимеризации глюкозы 100-2000 и относительной молекулярной массой 242,16. Белый волокнистый или гранулированный порошок. Без запаха, безвкусный, безвкусный, гигроскопичный, нерастворимый в органических растворителях.
Основные свойства
1. Молекулярная структура натрийкарбоксиметилцеллюлозы (КМЦ)
Впервые он был произведен Германией в 1918 году, запатентован в 1921 году и появился в мире. С тех пор коммерческое производство было достигнуто в Европе. В то время это был только сырой продукт, используемый в качестве коллоида и связующего вещества. С 1936 по 1941 год исследования промышленного применения натрийкарбоксиметилцеллюлозы были довольно активными, и было изобретено несколько вдохновляющих патентов. Во время Второй мировой войны Германия использовала натрийкарбоксиметилцеллюлозу в синтетических моющих средствах. Hercules впервые изготовил натрийкарбоксиметилцеллюлозу в Соединенных Штатах в 1943 году и произвел очищенную натрийкарбоксиметилцеллюлозу в 1946 году, которая была признана безопасной пищевой добавкой. Моя страна начала принимать его в 1970-х годах, и он широко использовался в 1990-х годах. Это наиболее широко используемая и самая большая по объему целлюлоза в мире на сегодняшний день.
Структурная формула: C6H7O2(OH)2OCH2COONa Молекулярная формула: C8H11O7Na
Этот продукт представляет собой натриевую соль карбоксиметилового эфира целлюлозы, анионное волокно.
2. Внешний вид натрийкарбоксиметилцеллюлозы (КМЦ)
Этот продукт представляет собой натриевую соль карбоксиметилового эфира целлюлозы, анионный эфир целлюлозы, белый или молочно-белый волокнистый порошок или гранулы, плотностью 0,5-0,7 г/см3, почти без запаха, без вкуса, гигроскопичен. Легко диспергируется в воде, образуя прозрачный коллоидный раствор, и нерастворим в органических растворителях, таких как этанол [1]. pH 1% водного раствора составляет 6,5-8,5, когда pH>10 или <5, вязкость слизи значительно уменьшается, а эффективность наилучшая, когда pH = 7. Устойчив к нагреванию, вязкость быстро повышается ниже 20 °C и медленно изменяется при 45 °C. Длительное нагревание выше 80 °C может денатурировать коллоид и значительно снизить вязкость и производительность. Он легко растворяется в воде, а раствор прозрачен; он очень стабилен в щелочном растворе, но легко гидролизуется при контакте с кислотой и выпадает в осадок при значении pH 2–3, а также реагирует с солями поливалентных металлов.
Основная цель
Он используется как загуститель в пищевой промышленности, как носитель лекарств в фармацевтической промышленности, а также как связующее и противоотложное средство в повседневной химической промышленности. В полиграфической и красильной промышленности он используется как защитный коллоид для проклеивающих веществ и печатных паст. В нефтехимической промышленности он может использоваться как компонент жидкости для гидроразрыва пласта при добыче нефти. [2]
Несовместимость
Натрийкарбоксиметилцеллюлоза несовместима с сильными кислотными растворами, растворимыми солями железа и некоторыми другими металлами, такими как алюминий, ртуть и цинк. При pH менее 2 и при смешивании с 95% этанолом будет происходить осаждение.
Натриевая соль карбоксиметилцеллюлозы может образовывать коагломераты с желатином и пектином, а также может образовывать комплексы с коллагеном, которые могут осаждаться с некоторыми положительно заряженными белками.
ремесло
КМЦ обычно представляет собой анионное полимерное соединение, полученное путем реакции натуральной целлюлозы с едкой щелочью и монохлоруксусной кислотой, с молекулярной массой 6400 (±1 000). Основными побочными продуктами являются хлорид натрия и гликолят натрия. КМЦ относится к натуральной модификации целлюлозы. Продовольственная и сельскохозяйственная организация Объединенных Наций (ФАО) и Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) официально назвали ее «модифицированной целлюлозой».
Основными показателями для измерения качества КМЦ являются степень замещения (СЗ) и чистота. Как правило, свойства КМЦ различаются, если СЗ различается; чем выше степень замещения, тем сильнее растворимость и тем лучше прозрачность и стабильность раствора. Согласно отчетам, прозрачность КМЦ лучше, когда степень замещения составляет 0,7-1,2, а вязкость ее водного раствора является наибольшей, когда значение pH составляет 6-9. Чтобы гарантировать ее качество, в дополнение к выбору агента этерификации необходимо также учитывать некоторые факторы, которые влияют на степень замещения и чистоту, такие как соотношение между количеством щелочи и агента этерификации, время этерификации, содержание воды в системе, температура, значение pH, концентрация раствора и соли и т. д.
статус-кво
Чтобы решить проблему нехватки сырья (очищенного хлопка из хлопкового линта), в последние годы некоторые научно-исследовательские подразделения в моей стране сотрудничали с предприятиями для комплексного использования рисовой соломы, измельченного хлопка (хлопковые отходы) и творожной муки для успешного производства КМЦ. Стоимость производства значительно снижается, что открывает новый источник сырья для промышленного производства КМЦ и реализует комплексное использование ресурсов. С одной стороны, себестоимость производства снижается, а с другой стороны, КМЦ развивается в направлении более высокой точности. Исследования и разработки КМЦ в основном сосредоточены на трансформации существующей технологии производства и инновациях производственного процесса, а также на новых продуктах КМЦ с уникальными свойствами, такими как процесс «растворительно-суспензионный метод» [3], который был успешно разработан за рубежом и широко используется. Произведен новый тип модифицированной КМЦ с высокой стабильностью. Благодаря более высокой степени замещения и более равномерному распределению заместителей, ее можно использовать в более широком диапазоне областей промышленного производства и сложных сред использования для удовлетворения более высоких технологических требований. На международном уровне этот новый тип модифицированной КМЦ также называют «полианионной целлюлозой (ПАЦ, Poly anionic cellulare)».
безопасность
Высокая безопасность, ADI не требует регулирования, и были сформулированы национальные стандарты [4].
приложение
Этот продукт выполняет функции связывания, загущения, укрепления, эмульгирования, удержания воды и суспензирования.
Применение КМЦ в пищевых продуктах
ФАО и ВОЗ одобрили использование чистой КМЦ в пищевых продуктах. Она была одобрена после очень строгих биологических и токсикологических исследований и испытаний. Безопасное потребление (ADI) международного стандарта составляет 25 мг/(кг·д), что составляет около 1,5 г/д на человека. Сообщалось, что у некоторых людей не было никакой токсической реакции, когда потребление достигало 10 кг. КМЦ не только является хорошим стабилизатором эмульгирования и загустителем в пищевых продуктах, но также обладает превосходной стабильностью при замораживании и плавлении и может улучшить вкус продукта и продлить срок хранения. Количество, используемое в соевом молоке, мороженом, желе, напитках и банках, составляет около 1% - 1,5%. КМЦ также может образовывать стабильную эмульгированную дисперсию с уксусом, соевым соусом, растительным маслом, фруктовым соком, подливкой, овощным соком и т. д., а дозировка составляет 0,2% - 0,5%. В частности, он обладает превосходной эмульгирующей способностью для животных и растительных масел, белков и водных растворов, что позволяет ему образовывать однородную эмульсию со стабильной производительностью. Благодаря своей безопасности и надежности его дозировка не ограничивается национальным стандартом гигиены пищевых продуктов ADI. КМЦ постоянно развивается в пищевой отрасли, а также проводятся исследования по применению натрийкарбоксиметилцеллюлозы в производстве вина.
Применение КМЦ в медицине
В фармацевтической промышленности его можно использовать в качестве стабилизатора эмульсии для инъекций, связующего вещества и пленкообразующего агента для таблеток. Некоторые люди доказали, что КМЦ является безопасным и надежным носителем противораковых препаратов с помощью основных и животных экспериментов. Используя КМЦ в качестве мембранного материала, модифицированную лекарственную форму порошка традиционной китайской медицины Янъинь Шэнцзи, мембрану Янъинь Шэнцзи, можно использовать для ран после операции дермабразии и травматических ран. Исследования на животных моделях показали, что пленка предотвращает инфицирование ран и не имеет существенных отличий от марлевых повязок. С точки зрения контроля экссудации жидкости из раневой ткани и быстрого заживления ран эта пленка значительно лучше марлевых повязок и имеет эффект уменьшения послеоперационного отека и раздражения раны. Препарат пленки, изготовленный из поливинилового спирта: натрийкарбоксиметилцеллюлозы: поликарбоксиэтилена в соотношении 3:6:1, является лучшим рецептом, а адгезия и скорость высвобождения увеличиваются. Адгезия препарата, время нахождения препарата в полости рта и эффективность лекарства в препарате значительно улучшаются. Бупивакаин является мощным местным анестетиком, но иногда он может вызывать серьезные сердечно-сосудистые побочные эффекты при отравлении. Поэтому, хотя бупивакаин широко используется в клинической практике, исследованиям по профилактике и лечению его токсических реакций всегда уделялось больше внимания. Фармакологические исследования показали, что CIVIC как вещество с замедленным высвобождением, приготовленное на основе раствора бупивакаина, может значительно снизить побочные эффекты препарата. В хирургии ФРК использование тетракаина низкой концентрации и нестероидных противовоспалительных препаратов в сочетании с CMC может значительно облегчить послеоперационную боль. Профилактика послеоперационных спаек брюшины и уменьшение кишечной непроходимости являются одними из наиболее проблемных вопросов в клинической хирургии. Исследования показали, что CMC значительно лучше, чем гиалуронат натрия, снижает степень послеоперационных спаек брюшины и может использоваться в качестве эффективного метода профилактики возникновения спаек брюшины. КМЦ используется при катетерной печеночной артериальной инфузии противораковых препаратов для лечения рака печени, что может значительно продлить время пребывания противораковых препаратов в опухолях, усилить противоопухолевую силу и улучшить терапевтический эффект. В ветеринарии КМЦ также имеет широкий спектр применения. Сообщалось [5], что интраперитонеальное введение 1% раствора КМЦ овцам оказывает значительный эффект на предотвращение дистоции и спаек в брюшной полости после операций на репродуктивном тракте у скота.
КМЦ в других промышленных применениях
В моющих средствах КМЦ может использоваться в качестве агента, препятствующего повторному осаждению загрязнений, особенно для гидрофобных тканей из синтетических волокон, что значительно лучше, чем карбоксиметильное волокно.
CMC может использоваться для защиты нефтяных скважин в качестве стабилизатора бурового раствора и водоудерживающего агента при бурении нефтяных скважин. Дозировка для каждой нефтяной скважины составляет 2,3 т для неглубоких скважин и 5,6 т для глубоких скважин;
В текстильной промышленности он используется в качестве проклеивающего агента, загустителя для печати и окрашивания пасты, текстильной печати и отделки жесткости. При использовании в качестве проклеивающего агента он может улучшить растворимость и вязкость, и его легко расшлихтовать; в качестве проклеивающего агента его дозировка составляет более 95%; при использовании в качестве проклеивающего агента прочность и гибкость проклеивающей пленки значительно улучшаются; с регенерированным фиброином шелка Композитная мембрана, состоящая из карбоксиметилцеллюлозы, используется в качестве матрицы для иммобилизации глюкозооксидазы, а глюкозооксидаза и ферроценкарбоксилат иммобилизуются, и изготовленный биосенсор глюкозы имеет более высокую чувствительность и стабильность. Исследования показали, что когда гомогенат силикагеля готовится с раствором КМЦ с концентрацией около 1% (мас./об.), хроматографическая производительность подготовленной тонкослойной пластины является наилучшей. В то же время тонкослойная пластина, покрытая в оптимизированных условиях, имеет соответствующую прочность слоя, подходит для различных методов отбора проб, проста в эксплуатации. КМЦ имеет адгезию к большинству волокон и может улучшить связь между волокнами. Стабильность ее вязкости может обеспечить однородность шлихты, тем самым повышая эффективность ткачества. Ее также можно использовать в качестве отделочного средства для текстиля, особенно для постоянной отделки против морщин, которая вносит долговременные изменения в ткани.
КМЦ может использоваться как антиседиментационный агент, эмульгатор, диспергатор, выравнивающий агент и адгезив для покрытий. Он может равномерно распределить твердое содержимое покрытия в растворителе, так что покрытие не расслаивается в течение длительного времени. Он также широко используется в красках.
При использовании КМЦ в качестве флокулянта он более эффективен, чем глюконат натрия, в удалении ионов кальция. При использовании в качестве катионита его обменная емкость может достигать 1,6 мл/г.
КМЦ используется в бумажной промышленности в качестве проклеивающего вещества, которое может значительно улучшить прочность бумаги в сухом и влажном состоянии, а также маслостойкость, впитываемость чернил и водостойкость.
КМЦ используется в качестве гидрозоля в косметике и загустителя в зубной пасте, ее дозировка составляет около 5%.
КМЦ может использоваться в качестве флокулянта, хелатирующего агента, эмульгатора, загустителя, влагоудерживающего агента, проклеивающего агента, пленкообразующего материала и т. д., а также широко применяется в электронике, пестицидах, кожевенном производстве, производстве пластмасс, полиграфии, керамике, зубной пасте, бытовых химикатах и других областях. Благодаря своим превосходным эксплуатационным характеристикам и широкому спектру применения она постоянно открывает новые области применения, а ее рыночные перспективы чрезвычайно широки.
Меры предосторожности
(1) Совместимость данного продукта с сильными кислотами, сильными щелочами и ионами тяжелых металлов (таких как алюминий, цинк, ртуть, серебро, железо и т. д.) противопоказана.
(2) Допустимая доза этого продукта составляет 0-25 мг/кг·день.
Инструкции
Смешайте CMC непосредственно с водой, чтобы сделать пастообразный клей для последующего использования. При настройке клея CMC сначала добавьте определенное количество чистой воды в дозирующий бак с перемешивающим устройством, и когда перемешивающее устройство включено, медленно и равномерно насыпьте CMC в дозирующий бак, непрерывно помешивая, так что CMC Полностью интегрированный с водой, CMC может полностью раствориться. При растворении CMC причина, по которой его следует равномерно насыпать и непрерывно перемешивать, заключается в том, чтобы «предотвратить проблемы агломерации, агломерации и уменьшить количество растворенного CMC, когда CMC встречается с водой», и увеличить скорость растворения CMC. Время перемешивания не то же самое, что время полного растворения CMC. Это два понятия. Вообще говоря, время перемешивания намного короче времени полного растворения CMC. Время, необходимое для обоих, зависит от конкретной ситуации.
Основой для определения времени перемешивания является: когдаКМЦравномерно распределен в воде и не образуются заметные крупные комки, перемешивание можно прекратить, позволяя КМЦ и воде проникнуть и соединиться друг с другом в устойчивом состоянии.
Основой для определения времени, необходимого для полного растворения КМЦ, является следующее:
(1) КМЦ и вода полностью связаны, и между ними не существует разделения на твердую и жидкую фазы;
(2) Смешанная паста находится в однородном состоянии, а поверхность ровная и гладкая;
(3) Цвет смешанной пасты близок к бесцветному и прозрачному, в пасте нет гранулированных объектов. С момента, когда КМЦ помещают в емкость для дозирования и смешивают с водой, до момента, когда КМЦ полностью растворится, требуемое время составляет от 10 до 20 часов.
Время публикации: 26-апр.-2024