Natri cacboxymethyl cellulose (còn được gọi là: natri cacboxymethyl cellulose, carboxymethyl cellulose,CMC, Carboxymethyl, Cellulose Sodium, Muối natri của Caboxy Methyl Cellulose) là loại cellulose được sử dụng rộng rãi nhất và có số lượng lớn nhất trên thế giới hiện nay.
CMC-Na viết tắt là dẫn xuất cellulose có độ trùng hợp glucose từ 100-2000 và khối lượng phân tử tương đối là 242,16. Bột dạng sợi hoặc dạng hạt màu trắng. Không mùi, không vị, không mùi, hút ẩm, không tan trong dung môi hữu cơ.
Tính chất cơ bản
1. Cấu trúc phân tử của natri carboxylmethylcellulose (CMC)
Nó được sản xuất lần đầu tiên bởi Đức vào năm 1918, và được cấp bằng sáng chế vào năm 1921 và xuất hiện trên thế giới. Sản xuất thương mại kể từ đó đã đạt được ở Châu Âu. Vào thời điểm đó, nó chỉ là sản phẩm thô, được sử dụng làm keo và chất kết dính. Từ năm 1936 đến năm 1941, nghiên cứu ứng dụng công nghiệp của natri cacboxymethylcellulose khá tích cực và một số bằng sáng chế đầy cảm hứng đã được phát minh. Trong Thế chiến thứ II, Đức đã sử dụng natri cacboxymethylcellulose trong chất tẩy rửa tổng hợp. Hercules đã sản xuất natri cacboxymethylcellulose lần đầu tiên tại Hoa Kỳ vào năm 1943 và sản xuất natri cacboxymethylcellulose tinh chế vào năm 1946, được công nhận là một chất phụ gia thực phẩm an toàn. đất nước tôi bắt đầu áp dụng nó vào những năm 1970 và nó được sử dụng rộng rãi vào những năm 1990. Đây là loại cellulose được sử dụng rộng rãi nhất và có lượng lớn nhất trên thế giới hiện nay.
Công thức cấu tạo: C6H7O2 (OH) 2OCH2COONa Công thức phân tử: C8H11O7Na
Sản phẩm này là muối natri của cellulose carboxymethyl ether, một loại sợi anion
2. Xuất hiện natri cacboxymethyl cellulose (CMC)
Sản phẩm này là muối natri của ete carboxymethyl cellulose, một ete cellulose anion, bột hoặc hạt dạng sợi màu trắng hoặc trắng sữa, mật độ 0,5-0,7 g/cm3, hầu như không mùi, không vị, hút ẩm. Dễ phân tán trong nước tạo thành dung dịch keo trong suốt và không tan trong dung môi hữu cơ như etanol [1]. Độ pH của dung dịch nước 1% là 6,5-8,5, khi độ pH> 10 hoặc <5, độ nhớt của chất nhầy giảm đáng kể và hiệu suất tốt nhất khi độ pH = 7. Ổn định với nhiệt, độ nhớt tăng nhanh dưới 20 ° C và thay đổi chậm ở 45 ° C. Đun nóng lâu dài trên 80 ° C có thể làm biến tính keo và làm giảm đáng kể độ nhớt và hiệu suất. Dễ tan trong nước và dung dịch trong suốt; Nó rất bền trong dung dịch kiềm, nhưng dễ bị thủy phân khi gặp axit, và sẽ kết tủa khi giá trị pH là 2-3, và nó cũng sẽ phản ứng với các muối kim loại đa trị.
Mục đích chính
Nó được sử dụng như một chất làm đặc trong ngành công nghiệp thực phẩm, như một chất mang thuốc trong ngành công nghiệp dược phẩm, và như một chất kết dính và chất chống lắng đọng trong ngành công nghiệp hóa chất hàng ngày. Trong ngành công nghiệp in ấn và nhuộm, nó được sử dụng như một chất keo bảo vệ cho các tác nhân hồ và bột nhão in. Trong ngành công nghiệp hóa dầu, nó có thể được sử dụng như một thành phần của chất lỏng nứt vỡ thu hồi dầu. [2]
Không tương thích
Natri carboxylmethylcellulose không tương thích với dung dịch axit mạnh, muối sắt hòa tan và một số kim loại khác như nhôm, thủy ngân và kẽm. Khi độ pH nhỏ hơn 2 và khi trộn với etanol 95%, sẽ xảy ra kết tủa.
Natri cacboxymethyl cellulose có thể tạo thành các chất kết tụ với gelatin và pectin, và cũng có thể tạo thành phức chất với collagen, có thể kết tủa một số protein tích điện dương.
thủ công
CMC thường là hợp chất polyme anion được tạo ra bằng cách phản ứng giữa xenluloza tự nhiên với kiềm ăn da và axit monocloaxetic, có trọng lượng phân tử là 6400 (±1 000). Các sản phẩm phụ chính là natri clorua và natri glycolat. CMC thuộc về quá trình biến đổi xenluloza tự nhiên. Tổ chức Lương thực và Nông nghiệp Liên hợp quốc (FAO) và Tổ chức Y tế Thế giới (WHO) đã chính thức gọi nó là “xenluloza biến đổi”.
Các chỉ số chính để đo chất lượng của CMC là mức độ thay thế (DS) và độ tinh khiết. Nhìn chung, các tính chất của CMC sẽ khác nhau nếu DS khác nhau; mức độ thay thế càng cao thì độ hòa tan càng mạnh và độ trong suốt và độ ổn định của dung dịch càng tốt. Theo các báo cáo, độ trong suốt của CMC tốt hơn khi mức độ thay thế là 0,7-1,2 và độ nhớt của dung dịch nước của nó lớn nhất khi giá trị pH là 6-9. Để đảm bảo chất lượng của nó, ngoài việc lựa chọn tác nhân ete hóa, một số yếu tố ảnh hưởng đến mức độ thay thế và độ tinh khiết cũng phải được xem xét, chẳng hạn như mối quan hệ giữa lượng kiềm và tác nhân ete hóa, thời gian ete hóa, hàm lượng nước trong hệ thống, nhiệt độ, giá trị pH, nồng độ dung dịch và muối, v.v.
tình trạng hiện tại
Để giải quyết tình trạng thiếu hụt nguyên liệu thô (bông tinh chế làm từ xơ bông), trong những năm gần đây, một số đơn vị nghiên cứu khoa học ở nước tôi đã hợp tác với các doanh nghiệp tận dụng toàn diện rơm rạ, bông xay (bông phế thải) và bã đậu phụ để sản xuất CMC thành công. Chi phí sản xuất giảm đáng kể, mở ra nguồn nguyên liệu thô mới cho sản xuất công nghiệp CMC và hiện thực hóa việc sử dụng toàn diện các nguồn lực. Một mặt, chi phí sản xuất giảm, mặt khác, CMC đang phát triển theo hướng có độ chính xác cao hơn. Nghiên cứu và phát triển CMC chủ yếu tập trung vào việc chuyển đổi công nghệ sản xuất hiện có và đổi mới quy trình sản xuất, cũng như các sản phẩm CMC mới có tính chất độc đáo, chẳng hạn như quy trình "phương pháp dung môi-bùn" [3] đã được phát triển thành công ở nước ngoài và đã được sử dụng rộng rãi. Một loại CMC biến tính mới có độ ổn định cao đã được sản xuất. Do mức độ thay thế cao hơn và sự phân bố đồng đều hơn của các chất thay thế, nó có thể được sử dụng trong nhiều lĩnh vực sản xuất công nghiệp và môi trường sử dụng phức tạp hơn để đáp ứng các yêu cầu quy trình cao hơn. Trên thế giới, loại CMC biến đổi mới này còn được gọi là “cellulose đa anion (PAC, Poly anionic cellulose)”.
sự an toàn
Tính bảo mật cao, ADI không cần quy định và các tiêu chuẩn quốc gia đã được xây dựng [4] .
ứng dụng
Sản phẩm này có chức năng liên kết, làm đặc, tăng cường, nhũ hóa, giữ nước và tạo huyền phù.
Ứng dụng của CMC trong thực phẩm
FAO và WHO đã chấp thuận sử dụng CMC nguyên chất trong thực phẩm. Nó đã được chấp thuận sau khi nghiên cứu và thử nghiệm sinh học và độc tính rất nghiêm ngặt. Lượng hấp thụ an toàn (ADI) theo tiêu chuẩn quốc tế là 25mg/(kg·d), tức là khoảng 1,5 g/d cho mỗi người. Có báo cáo rằng một số người không có bất kỳ phản ứng độc hại nào khi hấp thụ đạt 10 kg. CMC không chỉ là chất ổn định nhũ hóa và chất làm đặc tốt trong các ứng dụng thực phẩm mà còn có độ ổn định đông lạnh và tan chảy tuyệt vời, có thể cải thiện hương vị của sản phẩm và kéo dài thời gian bảo quản. Lượng sử dụng trong sữa đậu nành, kem, kem, thạch, đồ uống và lon là khoảng 1% đến 1,5%. CMC cũng có thể tạo thành một phân tán nhũ hóa ổn định với giấm, nước tương, dầu thực vật, nước trái cây, nước sốt, nước ép rau, v.v. và liều lượng là 0,2% đến 0,5%. Đặc biệt, nó có hiệu suất nhũ hóa tuyệt vời đối với dầu động vật và thực vật, protein và dung dịch nước, cho phép nó tạo thành nhũ tương đồng nhất với hiệu suất ổn định. Vì tính an toàn và độ tin cậy của nó, liều lượng của nó không bị giới hạn bởi tiêu chuẩn vệ sinh thực phẩm quốc gia ADI. CMC đã liên tục được phát triển trong lĩnh vực thực phẩm và nghiên cứu về ứng dụng natri carboxymethylcellulose trong sản xuất rượu vang cũng đã được tiến hành.
Sử dụng CMC trong y học
Trong ngành dược phẩm, nó có thể được sử dụng như một chất ổn định nhũ tương cho thuốc tiêm, chất kết dính và chất tạo màng cho viên nén. Một số người đã chứng minh rằng CMC là chất mang thuốc chống ung thư an toàn và đáng tin cậy thông qua các thí nghiệm cơ bản và trên động vật. Sử dụng CMC làm vật liệu màng, dạng bào chế đã sửa đổi của Bột Yangyin Shengji của y học cổ truyền Trung Quốc, Màng Yangyin Shengji, có thể được sử dụng cho vết thương phẫu thuật mài mòn da và vết thương chấn thương. Các nghiên cứu trên mô hình động vật đã chỉ ra rằng màng ngăn ngừa nhiễm trùng vết thương và không có sự khác biệt đáng kể so với băng gạc. Về mặt kiểm soát dịch tiết mô vết thương và chữa lành vết thương nhanh chóng, màng này tốt hơn đáng kể so với băng gạc và có tác dụng giảm phù nề sau phẫu thuật và kích ứng vết thương. Chế phẩm màng được làm từ polyvinyl alcohol: natri carboxymethyl cellulose: polycarboxyethylene theo tỷ lệ 3: 6: 1 là đơn thuốc tốt nhất, tốc độ bám dính và giải phóng đều tăng lên. Độ bám dính của chế phẩm, thời gian lưu trú của chế phẩm trong khoang miệng và hiệu quả của thuốc trong chế phẩm đều được cải thiện đáng kể. Bupivacaine là thuốc gây tê tại chỗ mạnh, nhưng đôi khi có thể gây ra tác dụng phụ nghiêm trọng về tim mạch khi bị ngộ độc. Do đó, trong khi bupivacaine được sử dụng rộng rãi trên lâm sàng, nghiên cứu về phòng ngừa và điều trị các phản ứng độc hại của nó luôn được chú trọng hơn. Các nghiên cứu dược lý đã chỉ ra rằng CIVIC là một chất giải phóng kéo dài được bào chế với dung dịch bupivacaine có thể làm giảm đáng kể các tác dụng phụ của thuốc. Trong phẫu thuật PRK, việc sử dụng tetracaine nồng độ thấp và thuốc chống viêm không steroid kết hợp với CMC có thể làm giảm đáng kể cơn đau sau phẫu thuật. Phòng ngừa dính phúc mạc sau phẫu thuật và giảm tắc ruột là một trong những vấn đề được quan tâm nhất trong phẫu thuật lâm sàng. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng CMC tốt hơn đáng kể so với natri hyaluronate trong việc làm giảm mức độ dính phúc mạc sau phẫu thuật và có thể được sử dụng như một phương pháp hiệu quả để ngăn ngừa sự xuất hiện của dính phúc mạc. CMC được sử dụng trong truyền động mạch gan của thuốc chống ung thư để điều trị ung thư gan, có thể kéo dài đáng kể thời gian lưu trú của thuốc chống ung thư trong khối u, tăng cường sức mạnh chống khối u và cải thiện hiệu quả điều trị. Trong y học thú y, CMC cũng có nhiều ứng dụng. Người ta đã báo cáo [5] rằng việc nhỏ dung dịch CMC 1% vào phúc mạc cho cừu cái có tác dụng đáng kể trong việc ngăn ngừa tình trạng khó đẻ và dính bụng sau phẫu thuật đường sinh sản ở gia súc.
CMC trong các ứng dụng công nghiệp khác
Trong chất tẩy rửa, CMC có thể được sử dụng như một chất chống bám bẩn trở lại, đặc biệt đối với các loại vải sợi tổng hợp kỵ nước, tốt hơn đáng kể so với sợi carboxymethyl.
CMC có thể được sử dụng để bảo vệ giếng dầu như một chất ổn định bùn và chất giữ nước trong khoan dầu. Liều lượng cho mỗi giếng dầu là 2,3 tấn đối với giếng nông và 5,6 tấn đối với giếng sâu;
Trong ngành dệt may, nó được sử dụng như một tác nhân hồ, chất làm đặc cho bột nhão in và nhuộm, in vải và hoàn thiện làm cứng. Khi được sử dụng như một tác nhân hồ, nó có thể cải thiện độ hòa tan và độ nhớt, và dễ dàng để loại bỏ hồ; như một tác nhân làm cứng, liều lượng của nó là trên 95%; khi được sử dụng như một tác nhân hồ, độ bền và độ linh hoạt của màng hồ được cải thiện đáng kể; với fibroin tơ tái sinh Màng tổng hợp bao gồm carboxymethyl cellulose được sử dụng làm ma trận để cố định glucose oxidase, và glucose oxidase và ferrocene carboxylate được cố định, và cảm biến sinh học glucose được tạo ra có độ nhạy và độ ổn định cao hơn. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng khi đồng nhất silica gel được chuẩn bị bằng dung dịch CMC có nồng độ khoảng 1% (w / v), hiệu suất sắc ký của tấm mỏng đã chuẩn bị là tốt nhất. Đồng thời, tấm mỏng được phủ trong điều kiện tối ưu có Độ bền lớp thích hợp, phù hợp với nhiều kỹ thuật lấy mẫu khác nhau, dễ vận hành. CMC có khả năng bám dính vào hầu hết các sợi và có thể cải thiện liên kết giữa các sợi. Độ nhớt ổn định của nó có thể đảm bảo tính đồng đều của kích thước, do đó cải thiện hiệu quả dệt. Nó cũng có thể được sử dụng như một chất hoàn thiện cho hàng dệt may, đặc biệt là để hoàn thiện chống nhăn vĩnh viễn, mang lại những thay đổi bền vững cho vải.
CMC có thể được sử dụng như một chất chống lắng, chất nhũ hóa, chất phân tán, chất làm phẳng và chất kết dính cho lớp phủ. Nó có thể làm cho hàm lượng chất rắn của lớp phủ được phân bố đều trong dung môi, do đó lớp phủ không bị tách lớp trong thời gian dài. Nó cũng được sử dụng rộng rãi trong sơn.
Khi sử dụng CMC làm chất keo tụ, nó có hiệu quả hơn natri gluconat trong việc loại bỏ các ion canxi. Khi sử dụng làm chất trao đổi cation, khả năng trao đổi của nó có thể đạt tới 1,6 ml/g.
CMC được sử dụng làm chất hồ giấy trong ngành công nghiệp giấy, có thể cải thiện đáng kể độ bền khô và độ bền ướt của giấy, cũng như khả năng chống dầu, khả năng hấp thụ mực và khả năng chống nước.
CMC được sử dụng như một loại hydrosol trong mỹ phẩm và làm chất làm đặc trong kem đánh răng, với liều lượng khoảng 5%.
CMC có thể được sử dụng làm chất keo tụ, chất tạo phức, chất nhũ hóa, chất làm đặc, chất giữ nước, chất hồ, vật liệu tạo màng, v.v. và cũng được sử dụng rộng rãi trong điện tử, thuốc trừ sâu, da, nhựa, in ấn, gốm sứ, kem đánh răng, hóa chất hàng ngày và các lĩnh vực khác, và do hiệu suất tuyệt vời và phạm vi sử dụng rộng rãi, nó không ngừng mở ra các lĩnh vực ứng dụng mới và triển vọng thị trường cực kỳ rộng lớn.
Các biện pháp phòng ngừa
(1) Sản phẩm này không tương thích với axit mạnh, kiềm mạnh và các ion kim loại nặng (như nhôm, kẽm, thủy ngân, bạc, sắt, v.v.).
(2) Lượng dùng cho phép của sản phẩm này là 0-25mg/kg·d.
Hướng dẫn
Trộn trực tiếp CMC với nước để tạo thành keo nhão để sử dụng sau. Khi định hình keo CMC, trước tiên hãy thêm một lượng nước sạch nhất định vào bể trộn bằng thiết bị khuấy và khi thiết bị khuấy được bật, hãy rắc CMC từ từ và đều vào bể trộn, khuấy liên tục, để CMC tích hợp hoàn toàn với nước, CMC có thể hòa tan hoàn toàn. Khi hòa tan CMC, lý do tại sao phải rắc đều và khuấy liên tục là để "ngăn ngừa các vấn đề về kết tụ, kết tụ và giảm lượng CMC hòa tan khi CMC gặp nước", và để tăng tốc độ hòa tan của CMC. Thời gian khuấy không giống với thời gian để CMC hòa tan hoàn toàn. Chúng là hai khái niệm. Nói chung, thời gian khuấy ngắn hơn nhiều so với thời gian để CMC hòa tan hoàn toàn. Thời gian cần thiết cho cả hai tùy thuộc vào tình huống cụ thể.
Cơ sở để xác định thời gian khuấy là: khiCMCđược phân tán đều trong nước và không có cục lớn rõ ràng, có thể dừng khuấy, cho phép CMC và nước thấm vào và kết hợp với nhau ở trạng thái đứng yên.
Cơ sở để xác định thời gian cần thiết để CMC hòa tan hoàn toàn như sau:
(1) CMC và nước được liên kết hoàn toàn, không có sự tách biệt giữa chất rắn và chất lỏng;
(2) Hỗn hợp bột nhão ở trạng thái đồng nhất, bề mặt phẳng và nhẵn;
(3) Màu sắc của hỗn hợp bột nhão gần như không màu và trong suốt, và không có vật thể dạng hạt trong bột nhão. Từ khi CMC được đưa vào bể trộn và trộn với nước đến khi CMC hòa tan hoàn toàn, thời gian cần thiết là từ 10 đến 20 giờ.
Thời gian đăng: 26-04-2024