Натрій карбоксиметилцелюлоза (також відома як: натрій карбоксиметилцелюлоза, карбоксиметилцелюлоза,CMC, Carboxymethyl, Cellulose Sodium, Sodium salt of Caboxy Methyl Cellulose) є найбільш широко використовуваним типом целюлози, який сьогодні використовується в найбільшій кількості у світі.
Коротше кажучи, CMC-Na є похідною целюлози зі ступенем полімеризації глюкози 100-2000 і відносною молекулярною масою 242,16. Білий волокнистий або гранульований порошок. Без запаху, смаку, несмаку, гігроскопічний, нерозчинний в органічних розчинниках.
Основні властивості
1. Молекулярна структура натрій карбоксиметилцелюлози (КМЦ)
Вперше його виготовила Німеччина в 1918 році, а в 1921 році він був запатентований і з'явився в світі. Відтоді комерційне виробництво було досягнуто в Європі. У той час це був лише сирий продукт, який використовувався як колоїд і сполучна речовина. З 1936 по 1941 роки дослідження промислового застосування натрійкарбоксиметилцелюлози були досить активними, і було винайдено кілька надихаючих патентів. Під час Другої світової війни Німеччина використовувала натрійкарбоксиметилцелюлозу в синтетичних миючих засобах. Hercules вперше виготовив натрій-карбоксиметилцелюлозу в США в 1943 році, а в 1946 році виготовив очищену натрій-карбоксиметилцелюлозу, яка була визнана безпечною харчовою добавкою. моя країна почала приймати його в 1970-х роках, і він широко використовувався в 1990-х роках. Це найпоширеніша та найбільша кількість целюлози у світі на сьогоднішній день.
Структурна формула: C6H7O2 (OH) 2OCH2COONa Молекулярна формула: C8H11O7Na
Цей продукт є натрієвою сіллю карбоксиметилового ефіру целюлози, аніонним волокном
2. Зовнішній вигляд натрійкарбоксиметилцелюлози (КМЦ)
Цей продукт являє собою натрієву сіль карбоксиметилового ефіру целюлози, аніонний ефір целюлози, волокнистий порошок або гранулу білого або молочно-білого кольору, щільністю 0,5-0,7 г/см3, майже без запаху, смаку, гігроскопічний. Його легко диспергувати у воді з утворенням прозорого колоїдного розчину, і він нерозчинний в органічних розчинниках, таких як етанол [1]. Рівень рН 1% водного розчину становить 6,5-8,5, коли рН>10 або <5, в'язкість слизу значно знижується, а ефективність є найкращою, коли рН=7. Стійкий до нагрівання, в'язкість швидко зростає нижче 20°C і повільно змінюється при 45°C. Тривале нагрівання вище 80°C може денатурувати колоїд і значно знизити в'язкість і продуктивність. Він легко розчинний у воді, а розчин прозорий; він дуже стабільний у лужному розчині, але легко гідролізується, коли він стикається з кислотою, і він випадає в осад, коли значення рН становить 2-3, а також реагує з солями полівалентних металів.
Основне призначення
Він використовується як загусник у харчовій промисловості, як носій ліків у фармацевтичній промисловості, а також як сполучна речовина та засіб проти повторного відкладення в щоденній хімічній промисловості. У поліграфічній та фарбувальній промисловості він використовується як захисний колоїд для проклеювальних речовин і друкарських паст. У нафтохімічній промисловості його можна використовувати як компонент рідини для розриву нафти. [2]
Несумісність
Натрійкарбоксиметилцелюлоза несумісна з розчинами сильних кислот, розчинними солями заліза та деяких інших металів, таких як алюміній, ртуть і цинк. Коли рН менше 2 і при змішуванні з 95% етанолом, відбудеться випадання осаду.
Натрійкарбоксиметилцелюлоза може утворювати коагломерати з желатином і пектином, а також може утворювати комплекси з колагеном, який може осідати певні позитивно заряджені білки.
ремесло
КМЦ зазвичай є аніонною полімерною сполукою, отриманою шляхом взаємодії природної целюлози з їдким лугом і монохлороцтовою кислотою з молекулярною масою 6400 (±1000). Основними побічними продуктами є хлорид натрію та гліколят натрію. КМЦ відноситься до модифікації натуральної целюлози. Продовольча і сільськогосподарська організація ООН (ФАО) і Всесвітня організація охорони здоров’я (ВООЗ) офіційно назвали її «модифікованою целюлозою».
Основними показниками якості КМЦ є ступінь заміщення (ДС) і чистота. Як правило, властивості CMC відрізняються, якщо DS відрізняється; чим вище ступінь заміщення, тим сильніша розчинність і краща прозорість і стабільність розчину. Згідно з повідомленнями, прозорість CMC краща, коли ступінь заміщення становить 0,7-1,2, а в'язкість його водного розчину найбільша при значенні pH 6-9. Щоб забезпечити його якість, окрім вибору агента етерифікації, також слід враховувати деякі фактори, які впливають на ступінь заміщення та чистоту, наприклад співвідношення між кількістю лугу та агента етерифікації, час етерифікації, вміст води в система, температура, значення pH, концентрація розчину та сіль тощо.
статус-кво
Щоб вирішити проблему дефіциту сировини (очищеної бавовни, виготовленої з бавовняного лінту), в останні роки деякі науково-дослідні підрозділи в моїй країні співпрацювали з підприємствами для комплексного використання рисової соломи, меленої бавовни (бавовняних відходів) і квасолевого сиру. для успішного виробництва CMC. Виробнича собівартість значно знижується, що відкриває нове джерело сировини для промислового виробництва CMC і реалізує комплексне використання ресурсів. З одного боку, вартість виробництва знижується, а з іншого боку, CMC розвивається в напрямку вищої точності. Дослідження та розробки КМЦ зосереджені на перетворенні існуючої технології виробництва та інноваціях виробничого процесу, а також на нових продуктах КМЦ з унікальними властивостями, такими як процес «розчинник-суспензія» [3], який був успішно розроблений. за кордоном і отримав широке застосування. Виготовлено новий тип модифікованої КМЦ з високою стабільністю. Завдяки вищому ступеню заміщення та більш рівномірному розподілу замісників його можна використовувати в більш широкому діапазоні галузей промислового виробництва та складних середовищ використання для задоволення вищих вимог процесу. На міжнародному рівні цей новий тип модифікованої CMC також називають «поліаніонною целюлозою (PAC, Poly aniononic cellulose)».
безпеки
Високий рівень безпеки, ADI не потребує нормативних актів, сформульовано національні стандарти [4] .
додаток
Цей продукт має функції зв’язування, згущення, зміцнення, емульгування, утримання води та суспензії.
Застосування КМЦ в харчових продуктах
ФАО і ВООЗ схвалили використання чистої КМЦ в продуктах харчування. Він був схвалений після дуже суворих біологічних і токсикологічних досліджень і випробувань. Безпечне споживання (ADI) за міжнародним стандартом становить 25 мг/(кг·день), тобто приблизно 1,5 г/день на людину. Повідомлялося, що деякі люди не мали жодної токсичної реакції, коли споживання досягало 10 кг. CMC є не тільки хорошим стабілізатором емульгування та загусником у харчових продуктах, але також має чудову стабільність до заморожування та плавлення, а також може покращити смак продукту та подовжити час зберігання. Кількість, яка використовується в соєвому молоці, морозиві, морозиві, желе, напоях і банках, становить приблизно від 1% до 1,5%. CMC також може утворювати стабільну емульсійну дисперсію з оцтом, соєвим соусом, рослинною олією, фруктовим соком, соусом, овочевим соком тощо, а дозування становить від 0,2% до 0,5%. Зокрема, він має відмінні емульгуючі властивості для тваринних і рослинних олій, білків і водних розчинів, що дозволяє утворювати однорідну емульсію зі стабільною дією. Через його безпечність і надійність його дозування не обмежується національним стандартом харчової гігієни ADI. CMC постійно розвивається в харчовій галузі, а також проводяться дослідження щодо застосування натрійкарбоксиметилцелюлози у виробництві вина.
Застосування КМЦ в медицині
У фармацевтичній промисловості його можна використовувати як стабілізатор емульсії для ін’єкцій, зв’язуючу речовину та плівкоутворювач для таблеток. Деякі люди довели, що CMC є безпечним і надійним носієм протипухлинних ліків за допомогою основних експериментів і експериментів на тваринах. Використовуючи CMC як мембранний матеріал, модифіковану лікарську форму традиційної китайської медицини Yangyin Shengji Powder, Yangyin Shengji Membrane, можна використовувати для дермабразійних операційних ран і травматичних ран. Дослідження на тваринних моделях показали, що плівка запобігає інфікуванню ран і не має істотних відмінностей від марлевих пов’язок. З точки зору контролю ексудації ранової тканинної рідини та швидкого загоєння ран ця плівка значно краща, ніж марлеві пов’язки, і має ефект зменшення післяопераційного набряку та подразнення рани. Плівка, виготовлена з полівінілового спирту: натрію карбоксиметилцелюлози: полікарбоксиетилену у співвідношенні 3:6:1, є найкращим рецептом, і швидкість адгезії та звільнення підвищується. Адгезія препарату, час перебування препарату в ротовій порожнині та ефективність препарату в препараті значно покращуються. Бупівакаїн є потужним місцевим анестетиком, але іноді він може викликати серйозні серцево-судинні побічні ефекти при отруєнні. Тому, хоча бупівакаїн широко використовується в клінічній практиці, дослідженням профілактики та лікування його токсичних реакцій завжди приділялося більше уваги. Фармакологічні дослідження показали, що CIVIC як речовина з уповільненим вивільненням у складі розчину бупівакаїну може значно зменшити побічні ефекти препарату. У хірургії ФРК використання низькоконцентрованого тетракаїну та нестероїдних протизапальних препаратів у поєднанні з КМЦ може значно полегшити післяопераційний біль. Профілактика післяопераційних спайок очеревини та зменшення кишкової непрохідності є одними з найбільш актуальних питань клінічної хірургії. Дослідження показали, що CMC значно краще, ніж гіалуронат натрію, зменшує ступінь післяопераційних перитонеальних спайок і може використовуватися як ефективний метод запобігання виникненню перитонеальних спайок. CMC використовується в катетерній печінковій артеріальній інфузії протипухлинних препаратів для лікування раку печінки, що може значно подовжити час перебування протиракових препаратів у пухлинах, посилити протипухлинну силу та покращити терапевтичний ефект. У медицині тварин КМЦ також має широкий спектр застосування. Повідомлялося [5], що внутрішньоочеревинна інстиляція 1% розчину КМЦ вівцям має значний вплив на запобігання дистоції та абдомінальних спайок після операцій на репродуктивному тракті у худоби.
CMC в інших промислових застосуваннях
У миючих засобах КМЦ можна використовувати як агент, що запобігає повторному відкладенню забруднень, особливо для тканин із гідрофобних синтетичних волокон, що значно краще, ніж карбоксиметилове волокно.
КМЦ можна використовувати для захисту нафтових свердловин як стабілізатор бурового розчину та водоутримувач під час буріння нафти. Дозування для кожної нафтової свердловини становить 2,3 т для дрібних свердловин і 5,6 т для глибоких свердловин;
У текстильній промисловості він використовується як проклеювальний агент, загусник для друку та фарбування пасти, текстильного друку та фінішної обробки. При використанні як проклеювального агента він може покращити розчинність і в'язкість, а також легко розшліфувати; як зміцнювача, його дозування вище 95%; при використанні в якості проклеювача міцність і гнучкість проклеювальної плівки значно покращуються; з регенерованим фіброїном шовку Композитна мембрана, що складається з карбоксиметилцелюлози, використовується як матриця для іммобілізації глюкозооксидази, а глюкозооксидаза та фероценкарбоксилат іммобілізовані, а зроблений біосенсор глюкози має вищу чутливість і стабільність. Дослідження показали, що коли гомогенат силікагелю готується з розчином КМЦ з концентрацією приблизно 1% (мас./об.), хроматографічні характеристики підготовленої тонкошарової пластини є найкращими. У той же час тонкошарова пластина, покрита в оптимізованих умовах, має відповідну міцність шару, підходить для різних методів відбору проб, проста в експлуатації. КМЦ має адгезію до більшості волокон і може покращити зв’язок між волокнами. Стабільність його в'язкості може забезпечити однорідність проклейки, тим самим покращуючи ефективність плетіння. Його також можна використовувати як фінішний засіб для текстилю, особливо для стійкого фінішного покриття проти зморшок, що забезпечує довговічні зміни тканин.
КМЦ можна використовувати як засіб проти осадження, емульгатор, диспергатор, вирівнювач і клей для покриттів. Це може зробити твердий вміст покриття рівномірно розподіленим у розчиннику, так що покриття не розшаровується протягом тривалого часу. Він також широко використовується у фарбах. .
Коли CMC використовується як флокулянт, він більш ефективний, ніж глюконат натрію, у видаленні іонів кальцію. При використанні в якості катіонообмінника його обмінна ємність може досягати 1,6 мл/г.
КМЦ використовується як проклейка паперу в паперовій промисловості, яка може значно покращити міцність паперу в сухому та вологому стані, а також маслостійкість, поглинання чорнила та водостійкість.
КМЦ використовується як гідрозоль у косметиці та як загусник у зубній пасті, а його дозування становить близько 5%.
КМЦ можна використовувати як флокулянт, хелатоутворювач, емульгатор, загусник, водоутримуючий агент, проклеювальний агент, плівкоутворюючий матеріал тощо, а також широко використовується в електроніці, пестицидах, шкірі, пластмасах, поліграфії, кераміці, зубній пасті, щодня. хімічній та інших галузях, і завдяки своїй чудовій продуктивності та широкому спектру використання він постійно відкриває нові сфери застосування, а ринок перспектива надзвичайно широка.
Запобіжні заходи
(1) Сумісність цього продукту з іонами сильної кислоти, сильного лугу та важких металів (таких як алюміній, цинк, ртуть, срібло, залізо тощо) протипоказана.
(2) Дозволене споживання цього продукту становить 0-25 мг/кг·день.
Інструкції
Змішайте CMC безпосередньо з водою, щоб отримати пастоподібний клей для подальшого використання. Під час налаштування клею CMC спочатку додайте певну кількість чистої води в дозувальну ємність за допомогою перемішувального пристрою, а коли перемішувальний пристрій увімкнено, повільно та рівномірно розбризкуйте CMC у дозуючу ємність, безперервно помішуючи, щоб CMC повністю інтегрувався. з водою CMC може повністю розчинитися. Під час розчинення КМЦ причина, чому її слід рівномірно розбризкувати та постійно перемішувати, полягає в тому, щоб «запобігти проблемам агломерації, агломерації та зменшити кількість КМЦ, розчиненої при зустрічі КМЦ з водою», і збільшити швидкість розчинення КМЦ. Час перемішування не збігається з часом повного розчинення CMC. Це дві концепції. Загалом, час перемішування набагато коротший, ніж час повного розчинення CMC. Час, необхідний для двох, залежить від конкретної ситуації.
Основою для визначення часу перемішування є: колиCMCрівномірно диспергований у воді і немає очевидних великих грудок, перемішування можна припинити, дозволяючи CMC і воді проникати і зливатися один з одним у стоячому стані.
Основою для визначення часу, необхідного для повного розчинення CMC, є наступне:
(1) КМЦ і вода повністю зв’язані між собою, і між ними немає поділу тверда речовина на рідину;
(2) Змішана паста знаходиться в однорідному стані, а поверхня рівна та гладка;
(3) Колір змішаної пасти близький до безбарвного та прозорого, і в пасті немає зернистих предметів. Від моменту, коли КМЦ поміщають у резервуар для дозування та змішують з водою, до моменту, коли КМЦ повністю розчиняється, необхідний час становить від 10 до 20 годин.
Час публікації: 26 квітня 2024 р