Natrijeva karboksimetil celuloza (znana tudi kot: natrijeva karboksimetil celuloza, karboksimetil celuloza,CMC, Carboxymethyl, Cellulose Sodium, Sodium sol of Caboxy Methyl Cellulose) je najpogosteje uporabljena in največja količina uporabljene vrste celuloze na svetu danes.
Na kratko CMC-Na je derivat celuloze s stopnjo polimerizacije glukoze 100-2000 in relativno molekulsko maso 242,16. Bel vlaknast ali zrnat prah. Brez vonja, okusa, brez okusa, higroskopičen, netopen v organskih topilih.
Osnovne lastnosti
1. Molekularna struktura natrijeve karboksimetilceluloze (CMC)
Leta 1918 ga je začela proizvajati Nemčija, leta 1921 pa je bil patentiran in se je pojavil v svetu. Komercialna proizvodnja je bila od takrat dosežena v Evropi. Takrat je bil le surovi produkt, ki se je uporabljal kot koloid in vezivo. Od leta 1936 do 1941 so bile raziskave industrijske uporabe natrijeve karboksimetil celuloze precej aktivne in izumljenih je bilo več navdihujočih patentov. Med drugo svetovno vojno je Nemčija uporabljala natrijevo karboksimetilcelulozo v sintetičnih detergentih. Hercules je leta 1943 v ZDA prvič izdelal natrijevo karboksimetilcelulozo in leta 1946 izdelal rafinirano natrijevo karboksimetilcelulozo, ki je bila priznana kot varen aditiv za živila. moja država ga je začela sprejemati v 1970-ih, v 1990-ih pa se je široko uporabljal. Je najbolj razširjena in največja količina celuloze na svetu danes.
Strukturna formula: C6H7O2 (OH) 2OCH2COONa Molekulska formula: C8H11O7Na
Ta izdelek je natrijeva sol celuloznega karboksimetil etra, anionsko vlakno
2. Videz natrijeve karboksimetil celuloze (CMC)
Ta izdelek je natrijeva sol celuloznega karboksimetil etra, anionski celulozni eter, bel ali mlečno bel vlaknast prah ali zrnca, gostota 0,5-0,7 g/cm3, skoraj brez vonja, okusa, higroskopičen. Z lahkoto ga je dispergirati v vodi, da nastane prozorna koloidna raztopina, in je netopen v organskih topilih, kot je etanol [1]. pH 1% vodne raztopine je 6,5-8,5, ko je pH>10 ali <5, se viskoznost sluzi znatno zmanjša, učinkovitost pa je najboljša, ko je pH=7. Odporen na vročino, viskoznost hitro naraste pod 20 °C in se počasi spremeni pri 45 °C. Dolgotrajno segrevanje nad 80 °C lahko denaturira koloid in znatno zmanjša viskoznost in učinkovitost. Je zlahka topen v vodi, raztopina pa je prozorna; je zelo stabilen v alkalni raztopini, vendar se zlahka hidrolizira, ko naleti na kislino, in se bo oboril, ko bo vrednost pH 2-3, in bo reagiral tudi s polivalentnimi kovinskimi solmi.
Glavni namen
Uporablja se kot zgoščevalec v prehrambeni industriji, kot nosilec zdravil v farmacevtski industriji ter kot vezivo in sredstvo proti ponovnemu nalaganju v vsakodnevni kemični industriji. V tiskarski in barvalni industriji se uporablja kot zaščitni koloid za lepila in tiskarske paste. V petrokemični industriji se lahko uporablja kot sestavina tekočine za lomljenje nafte. [2]
Nezdružljivost
Natrijeva karboksimetilceluloza ni združljiva z močnimi kislinskimi raztopinami, topnimi železovimi solmi in nekaterimi drugimi kovinami, kot so aluminij, živo srebro in cink. Ko je pH nižji od 2 in pri mešanju s 95% etanolom, bo prišlo do obarjanja.
Natrijeva karboksimetil celuloza lahko tvori koaglomerate z želatino in pektinom ter lahko tvori tudi komplekse s kolagenom, ki lahko obori določene pozitivno nabite proteine.
obrti
CMC je običajno anionska polimerna spojina, pripravljena z reakcijo naravne celuloze s kavstično alkalijo in monokloroocetno kislino, z molekulsko maso 6400 (±1 000). Glavna stranska produkta sta natrijev klorid in natrijev glikolat. CMC spada med naravne celulozne modifikacije. Organizacija Združenih narodov za prehrano in kmetijstvo (FAO) in Svetovna zdravstvena organizacija (WHO) sta jo uradno poimenovali "modificirana celuloza".
Glavna kazalnika za merjenje kakovosti CMC sta stopnja substitucije (DS) in čistost. Na splošno so lastnosti CMC drugačne, če je DS drugačen; višja kot je stopnja substitucije, močnejša je topnost ter boljša je preglednost in stabilnost raztopine. Glede na poročila je preglednost CMC boljša, če je stopnja substitucije 0,7-1,2, viskoznost njegove vodne raztopine pa je največja, ko je pH vrednost 6-9. Da bi zagotovili njegovo kakovost, je treba poleg izbire sredstva za eteriranje upoštevati tudi nekatere dejavnike, ki vplivajo na stopnjo substitucije in čistosti, kot so razmerje med količino alkalije in sredstvom za eteriranje, čas eteriranja, vsebnost vode v sistemu, temperaturo, pH vrednost, koncentracijo raztopine in sol itd.
status quo
Da bi rešili pomanjkanje surovin (rafiniran bombaž iz bombažnega lintra), so v zadnjih letih nekatere znanstvenoraziskovalne enote v moji državi sodelovale s podjetji za celovito uporabo riževe slame, mletega bombaža (odpadni bombaž) in ostankov fižolove skute za uspešno proizvodnjo CMC. Stroški proizvodnje so močno znižani, kar odpira nov vir surovin za industrijsko proizvodnjo CMC in uresničuje celovito izrabo virov. Po eni strani se zniža proizvodni strošek, po drugi strani pa se CMC razvija v smeri višje natančnosti. Raziskave in razvoj CMC se osredotočajo predvsem na preoblikovanje obstoječe proizvodne tehnologije in inovacije proizvodnega procesa, pa tudi na nove izdelke CMC z edinstvenimi lastnostmi, kot je postopek »solvent-slurry method« [3], ki je bil uspešno razvit v tujini in se pogosto uporablja. Proizvaja se nova vrsta modificiranega CMC z visoko stabilnostjo. Zaradi višje stopnje substitucije in bolj enakomerne porazdelitve substituentov se lahko uporablja v širšem obsegu industrijskih proizvodnih področij in kompleksnih okoljih uporabe za izpolnjevanje višjih procesnih zahtev. Mednarodno se ta nova vrsta modificirane CMC imenuje tudi »polianionska celuloza (PAC, Poly anionic cellulose)«.
varnost
Visoka varnost, ADI ne potrebuje predpisov, nacionalni standardi pa so bili oblikovani [4] .
aplikacija
Ta izdelek ima funkcije vezave, zgoščevanja, krepitve, emulgiranja, zadrževanja vode in suspenzije.
Uporaba CMC v hrani
FAO in WHO sta odobrili uporabo čistega CMC v hrani. Odobren je bil po zelo strogih bioloških in toksikoloških raziskavah in testih. Varen vnos (ADI) mednarodnega standarda je 25 mg/(kg·d), kar je približno 1,5 g/d na osebo. Poročali so, da nekateri ljudje niso imeli nobene toksične reakcije, ko je vnos dosegel 10 kg. CMC ni le dober stabilizator emulgiranja in zgoščevalec v živilih, ampak ima tudi odlično stabilnost pri zmrzovanju in taljenju ter lahko izboljša okus izdelka in podaljša čas shranjevanja. Količina, uporabljena v sojinem mleku, sladoledu, sladoledu, želeju, pijačah in pločevinkah, je približno 1% do 1,5%. CMC lahko tvori tudi stabilno emulgirano disperzijo s kisom, sojino omako, rastlinskim oljem, sadnim sokom, omako, zelenjavnim sokom itd., Odmerjanje pa je 0,2% do 0,5%. Še posebej ima odlično emulgirno zmogljivost za živalska in rastlinska olja, beljakovine in vodne raztopine, kar mu omogoča, da tvori homogeno emulzijo s stabilnim delovanjem. Zaradi njegove varnosti in zanesljivosti njegovo odmerjanje ni omejeno z nacionalnim standardom higiene živil ADI. CMC se nenehno razvija na živilskem področju, izvajajo pa se tudi raziskave o uporabi natrijeve karboksimetilceluloze v proizvodnji vina.
Uporaba CMC v medicini
V farmacevtski industriji se lahko uporablja kot stabilizator emulzije za injekcije, vezivo in filmotvorec za tablete. Nekateri ljudje so z osnovnimi poskusi in poskusi na živalih dokazali, da je CMC varen in zanesljiv nosilec zdravil proti raku. Z uporabo CMC kot membranskega materiala se lahko spremenjena dozirna oblika tradicionalne kitajske medicine Yangyin Shengji Powder, Yangyin Shengji Membrane, uporablja za rane pri operaciji dermoabrazije in travmatične rane. Študije na živalskih modelih so pokazale, da film preprečuje okužbo ran in se bistveno ne razlikuje od oblog iz gaze. Z vidika nadzora izločanja tekočine iz tkiva rane in hitrega celjenja ran je ta film bistveno boljši od oblog iz gaze in ima učinek zmanjšanja pooperativnega edema in draženja rane. Filmski pripravek iz polivinilalkohola: natrijeve karboksimetilceluloze: polikarboksietilena v razmerju 3:6:1 je najboljši recept, povečata pa se tako adhezija kot hitrost sproščanja. Bistveno se izboljša oprijem preparata, čas zadrževanja preparata v ustni votlini in učinkovitost zdravila v preparatu. Bupivakain je močan lokalni anestetik, vendar lahko ob zastrupitvi včasih povzroči resne srčno-žilne stranske učinke. Medtem ko se bupivakain klinično pogosto uporablja, je bilo raziskavam o preprečevanju in zdravljenju njegovih toksičnih reakcij vedno posvečeno več pozornosti. Farmakološke študije so pokazale, da lahko CIVIC kot snov s podaljšanim sproščanjem, formulirana z raztopino bupivakaina, znatno zmanjša neželene učinke zdravila. V operaciji PRK lahko uporaba nizkokoncentriranega tetrakaina in nesteroidnih protivnetnih zdravil v kombinaciji s CMC znatno ublaži pooperativno bolečino. Preprečevanje pooperativnih peritonealnih adhezij in zmanjšanje črevesne obstrukcije sta eno najbolj zaskrbljujočih vprašanj v klinični kirurgiji. Študije so pokazale, da je CMC bistveno boljši od natrijevega hialuronata pri zmanjševanju stopnje pooperativnih peritonealnih adhezij in se lahko uporablja kot učinkovita metoda za preprečevanje nastanka peritonealnih adhezij. CMC se uporablja v kateterski jetrni arterijski infuziji zdravil proti raku za zdravljenje raka na jetrih, kar lahko znatno podaljša čas zadrževanja zdravil proti raku v tumorjih, poveča protitumorsko moč in izboljša terapevtski učinek. V medicini živali ima CMC tudi širok spekter uporabe. Poročali so [5], da ima intraperitonealna instilacija 1 % raztopine CMC pri ovcah pomemben učinek na preprečevanje distocije in abdominalnih adhezij po operacijah reproduktivnega trakta pri živini.
CMC v drugih industrijskih aplikacijah
V detergentih se CMC lahko uporablja kot sredstvo proti ponovnemu nalaganju umazanije, zlasti za hidrofobne tkanine iz sintetičnih vlaken, ki je bistveno boljše od karboksimetilnih vlaken.
CMC se lahko uporablja za zaščito naftnih vrtin kot stabilizator blata in sredstvo za zadrževanje vode pri vrtanju nafte. Odmerek za vsako naftno vrtino je 2,3 t za plitve vrtine in 5,6 t za globoke vrtine;
V tekstilni industriji se uporablja kot lepilno sredstvo, zgoščevalec za tiskarsko in barvno pasto, tiskanje na tekstil in končno utrjevanje. Če se uporablja kot sredstvo za lepljenje, lahko izboljša topnost in viskoznost ter je enostavno odstraniti velikost; kot sredstvo za strjevanje je njegov odmerek nad 95%; če se uporablja kot sredstvo za lepljenje, se trdnost in prožnost lepilne folije znatno izboljšata; z regeneriranim svilenim fibroinom Kompozitna membrana, sestavljena iz karboksimetil celuloze, se uporablja kot matrika za imobilizacijo glukozne oksidaze, glukoza oksidaza in ferocen karboksilat pa sta imobilizirana, narejen glukozni biosenzor pa ima večjo občutljivost in stabilnost. Študije so pokazale, da je kromatografska učinkovitost pripravljene tankoplastne plošče najboljša, ko je homogenat silikagela pripravljen z raztopino CMC s koncentracijo približno 1 % (w/v). Hkrati ima tankoslojna plošča, prevlečena pod optimiziranimi pogoji, ustrezno trdnost plasti, primerno za različne tehnike vzorčenja, enostavno upravljanje. CMC ima oprijem na večino vlaken in lahko izboljša vez med vlakni. Stabilnost njegove viskoznosti lahko zagotovi enakomernost velikosti in s tem izboljša učinkovitost tkanja. Lahko se uporablja tudi kot končno sredstvo za tekstil, predvsem za trajno fino obdelavo proti gubam, ki prinaša trajne spremembe na tkaninah.
CMC se lahko uporablja kot sredstvo proti usedanju, emulgator, dispergator, izravnalno sredstvo in lepilo za premaze. Lahko naredi trdno vsebino prevleke enakomerno porazdeljeno v topilu, tako da se prevleka dolgo časa ne razsloji. Veliko se uporablja tudi v barvah. .
Ko se CMC uporablja kot flokulant, je učinkovitejši od natrijevega glukonata pri odstranjevanju kalcijevih ionov. Pri uporabi kot kationski izmenjevalec lahko njegova izmenjalna zmogljivost doseže 1,6 ml/g.
CMC se uporablja kot sredstvo za lepljenje papirja v papirni industriji, ki lahko bistveno izboljša trdnost suhe in mokre trdnosti papirja, pa tudi odpornost na olje, absorpcijo črnila in vodoodpornost.
CMC se uporablja kot hidrosol v kozmetiki in kot zgoščevalec v zobni pasti, njegova doza pa je približno 5 %.
CMC se lahko uporablja kot flokulant, kelator, emulgator, zgoščevalec, sredstvo za zadrževanje vode, sredstvo za lepljenje, material za tvorjenje filma itd., pogosto pa se uporablja tudi v elektroniki, pesticidih, usnju, plastiki, tiskarstvu, keramiki, zobni pasti, dnevnih kemikalijah in na drugih področjih, zaradi svoje odlične učinkovitosti in širokega spektra uporabe pa nenehno odpira nova področja uporabe in trg. možnosti so zelo široke.
Previdnostni ukrepi
(1) Združljivost tega izdelka z močnimi kislinami, močnimi alkalijami in ioni težkih kovin (kot so aluminij, cink, živo srebro, srebro, železo itd.) je kontraindicirana.
(2) Dovoljeni vnos tega izdelka je 0-25 mg/kg·d.
Navodila
Zmešajte CMC neposredno z vodo, da naredite pastozno lepilo za kasnejšo uporabo. Ko konfigurirate CMC lepilo, najprej dodajte določeno količino čiste vode v dozirno posodo z mešalno napravo, in ko je mešalna naprava vklopljena, počasi in enakomerno potresite CMC v dozirno posodo, nenehno mešajte, tako da se CMC popolnoma integrira z vodo, CMC se lahko popolnoma raztopi. Pri raztapljanju CMC je razlog, zakaj ga je treba enakomerno posipati in nenehno mešati, "preprečiti težave z aglomeracijo, aglomeracijo in zmanjšati količino raztopljenega CMC, ko CMC sreča vodo", in povečati stopnjo raztapljanja CMC. Čas mešanja ni enak času, ko se CMC popolnoma raztopi. Gre za dva pojma. Na splošno je čas mešanja veliko krajši od časa, da se CMC popolnoma raztopi. Čas, potreben za oba, je odvisen od konkretne situacije.
Osnova za določanje časa mešanja je: koCMCje enakomerno razpršen v vodi in ni očitnih velikih grudic, se lahko mešanje ustavi, kar omogoči, da CMC in voda prodreta in se zlijeta med seboj v stoječem stanju.
Osnova za določitev časa, potrebnega za popolno raztapljanje CMC, je naslednja:
(1) CMC in voda sta popolnoma povezani in med njima ni ločitve med trdno in tekočo snovjo;
(2) Mešana pasta je v enotnem stanju, površina pa je ravna in gladka;
(3) Barva mešane paste je skoraj brezbarvna in prozorna, v pasti pa ni zrnatih predmetov. Od trenutka, ko se CMC vlije v posodo za doziranje in zmeša z vodo, do trenutka, ko se CMC popolnoma raztopi, je potreben čas med 10 in 20 urami.
Čas objave: 26. aprila 2024