羧甲基纖維素鈉

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甲基纖維素鈉,(又稱:羧甲基纖維素鈉鹽,羧甲基纖維素,CMC,Carboxymethyl ,Cellulose Sodium,Sodium salt of Caboxy Methyl Cellulose)是當今世界上使用範圍最廣、用量最大的纖維素種類。

誕生

羧甲基纖維素鈉(CMC)分子結構

  由德國於1918年首先制得,並於1921年獲准專利而見諸於世。此後便在歐洲實現商業化生產。當時只為粗產品,用作膠體和粘結劑。1936~1941年,羧甲基纖維素鈉的工業應用研究相當活躍,發明了幾個相當有啟發性的專利。第二次世界大戰期間,德國將羧甲基纖維素鈉用於合成洗滌劑。Hercules公司于1943年為美國首次製成羧甲基纖維素鈉,並於1946年生產精製的羧甲基纖維素鈉產品,該產品被認可為安全的食品添加劑。上世紀七十年代我國開始採用,九十年代開始普遍使用。是當今世界上使用範圍最廣、用量最大的纖維素種類。   結構式:C6H7(OH)2OCH2COONa 分子式:C8H11O5Na

性狀

  本品為纖維素羧甲基醚的鈉鹽,屬離子型纖維素醚,為白色或乳白色纖維狀粉末或顆粒密度0.5-0.7克/立方厘米,幾乎無臭、無味,具吸濕性。易於分散在水中成透明膠溶液,在乙醇等有機溶媒中不溶。1%水溶液pH為6.5~8.5,當pH>10或<5時,膠漿粘度顯著降低,在pH=7時性能最佳。對熱穩定,在20℃以下粘度迅速上升,45℃時變化較慢,80℃以上長時間加熱可使其膠體變性而粘度和性能明顯下降。易溶於水,溶液透明;在鹼性溶液中很穩定,遇酸則易水解,PH值為2-3時會出現沉澱,遇多價金屬鹽也會反應出現沉澱。

羧甲基纖維素鈉(CMC)外觀

工藝

  CMC通常是由天然纖維素與苛性鹼及一氯醋酸反應后制得的一種陰離子型高分子化合物,分子量6400(±1 000)。主要副產物是氯化鈉及乙醇酸鈉。CMC屬於天然纖維素改性。目前聯合國糧農組織(FAO)和世界衛生組織(WHO) 已正式稱它為「改性纖維素」。

質量

  衡量CMC質量的主要指標是取代度(DS)和純度。一般DS不同則CMC的性質也不同;取代度XX,溶解性就增強,溶液的透明度及穩定性也越好。據報道,CMC取代度在0.7~1.2時透明度較好,其水溶液粘度在pH值為6~9時最大。為保證其質量,除了選擇醚化劑外,還必須考慮影響取代度和純度的一些因素,例如鹼與醚化劑之間的用量關係、醚化時間、體系含水量、溫度、DH值、溶液濃度及鹽類等。

現狀

  為了解決原料(棉短絨製成的精製棉)來源之不足,近幾年來我國一些科研單位與企業共同合作,綜合利用稻草、地腳棉(廢棉)、豆腐渣等試制生產CMC獲得成功,生產成本大大下降,這樣為CMC工業生產開闢了一條新的原料來源途徑,實現資源的綜合利用。一方面降低生產成本,另一方面CMC又往更高精細方向發展。目前,CMC的研究與開發主要著重現有生產技術的改造與製造工藝的革新,以及具有獨特性能的CMC新產品,如國外研製成功並已普及應用的「溶媒-淤漿法[1]工藝,生產出具有高穩定性能的新型改性CMC,由於取代度較高,取代基分佈更為均勻,使其可以應用在更為廣闊的工業生產領域和複雜的使用環境,滿足更高的工藝要求。國際上把這種新型改性CMC又稱作「聚陰離子纖維素(簡稱PAC,Poly anionic cellulose)」。

應用

概述

  本品具有粘合、增稠、增強、乳化、保水、懸浮等作用。

高粘度羧甲基纖維素鈉(CMC)的水溶液

1.CMC在食品工業中的應用

  FAO和WHO已批准將純CMC用於食品,它是經過很嚴格的生物學毒理學研究和試驗后才獲得批准的,國際標準的安全攝入量(ADI)是25mg/(kg·d),即大約每人1.5 g/d。曾有報道說,有人試驗攝入量達到10 kg也未有毒XX。CMC在食品應用中不僅是良好的乳化穩定劑增稠劑,而且具有優異的凍結、熔化穩定性,並能提高產品的風味,延長貯藏時間。在豆奶冰淇淋、冰淇淋、果凍飲料、罐頭中的用量約為1% ~1.5%。CMC還可與醋、醬油植物油果汁肉汁蔬菜汁等形成性能穩定的乳化分散液,其用量為0.2% ~ 0.5%。特別是對動、植物油、蛋白質與水溶液的乳化性能極為優異,能使其形成性能穩定的勻質乳狀液。因其安全可靠,因此,其用量不受國家食品衛生標準ADI限制。CMC 在食品領域不斷被開發,近年來,在葡萄酒生產中應用羧甲基纖維素鈉的研究也已開展。

2.CMC在醫藥行業用途

  在醫藥工業中可作針劑的乳化穩定劑,片劑的粘結劑和成膜劑。有人經基礎及動物實驗證明CMC是安全可靠的抗癌藥載體。用CMC作膜材料,研製的中藥養陰生肌散的改造劑型— —養陰生肌膜,能用於皮膚磨削手術創面外傷性創面。動物模型研究表明,該膜防止創面感染,與紗布敷料無明顯差異,在控制創面組織液滲出與創面快速愈合上,此膜明顯優於紗布敷料,並有減輕術后水腫和創面刺激作用。用聚乙烯醇:羧甲基纖維素鈉:聚羧乙烯按3:6:1的比例製成的膜劑為最佳處方,粘附性及釋放速率均增加,在增加粘膜粘附緩釋膜劑的粘附力,延長製劑口腔內的滯留時間及製劑中藥物的藥效都有明顯提高 。丁哌卡因為強效局部麻醉藥,但它中毒時有時可產生較為嚴重的心血管副反應,故臨床上在廣泛應用丁哌卡因的同時,對其毒XX的防治研究一直較為重視。藥劑研究顯示,CIVIC作為緩釋物質與丁哌卡因溶液進行配製可顯著降低藥物的副作用。在PRK手術中,採用低濃度地卡因與非甾體類抗炎葯聯合CMC可明顯緩解術后疼痛。預防腹部手術后腹膜粘連、減少腸梗阻的發生是臨床外科最關注的問題之一。有研究表明,CMC減輕術后腹膜粘連程度的作用明顯優於透明質酸鈉,可作為一種有效的方法來防止腹膜粘連的發生。CMC用於治療肝癌導管肝動脈灌注抗癌藥中,可以明顯延長抗癌藥在腫瘤的滯留時間,增強抗腫瘤的力,提高治療效果。在動物醫學上,CMC也有廣泛的用途。有報道[2]指出,向母羊腹腔內滴注1%CMC溶液來預防家畜難產、XX道手術后發生腹部粘連有顯著效果。

3.CMC在其它工業中的應用

  在洗滌劑中,CMC可用作抗污垢再沉積劑,尤其是對疏水性的合成纖維織物的抗污垢再沉積效果,明顯優於羧甲基纖維。   CMC在石油鑽探中可用於保護油井作為泥漿穩定劑、保水劑,每口油井的用量為淺井2.3t,深井5.6t;   在紡織工業中用作上漿劑、印染漿的增稠劑、紡織品印花及硬挺整理。用於上漿劑能提高溶解性及粘變,並容易退漿;作為硬挺整理劑,其用量在95%以上;用於上漿劑,漿膜強度、可彎曲性能明顯提高;用再生絲心蛋白和羧甲基纖維素構成的複合膜作為固定葡萄糖氧化酶的基質,固定葡萄糖氧化酶和羧酸二茂鐵,製成的葡萄糖生物感測XX有較高的靈敏度與穩定性。研究表明,用濃度為1%(w/v)左右的CMC溶液調製硅膠勻漿時,制得的薄層板的色譜性能最佳,同時,這種在優化條件下塗制的薄層板具有適當的層強度,適用於各種加樣技術,方便於操作。CMC對大多數纖維均有粘著性,能改善纖維間的結合,其粘度的穩定性能確保上漿的均勻性,從而提高織造的效率。還可用於紡織品的整理劑,特別是永久性的抗皺整理,給織物帶來耐久性的變化。   CMC可用作塗料的防沉劑、乳化劑、分散劑流平劑粘合劑,能使塗料的固體份均勻地分佈于溶劑中,使塗料長期不分層,還大量應用於油漆中。   CMC用作絮凝劑在除去鈣離子方面比葡萄糖酸鈉更有效,用作陽離子交換時,其交換容量可達1.6 ml/g 。   CMC在造紙行業用作紙張施膠劑,可明顯提高紙張的干強度和濕強度及耐油性、吸墨性和抗水性。   CMC在化妝品中作為水溶膠,在牙膏中用作增稠劑,其用量在5%左右。   CMC可作為絮凝劑、螯合劑、乳化劑、增稠劑、保水劑、上漿劑、成膜材料等,還廣泛應用於電子、農藥皮革、塑料、印刷、陶瓷、牙膏、日用化工等領域,而且由於其優異的性能和廣泛的用途,還在不斷地開拓新的應用領域,市場前景極為廣闊。   注意事項   (1)本品與強酸強鹼、重金屬離子(如鋁、鋅、汞、銀、鐵等)配伍均屬禁忌。   (2)本品允許攝入量為0~25mg/kg。

使用方法

  將CMC直接與水混合,配製成糊狀膠液后,備用。在配置CMC糊膠時,先在帶有攪拌裝置的配料缸內加入一定量的乾淨的水,在開啟攪拌裝置的情況下,將CMC緩慢均勻地撒到配料缸內,不停攪拌,使CMC和水完全融合、CMC能夠充分溶化。在溶化CMC時,之所以要均勻撒放、並不斷攪拌,目的是「為了防止CMC與水相遇時,發生結團、結塊、降低CMC溶解量的問題」,並提高CMC的溶解速度。攪拌的時間和CMC完全溶化的時間並不一致,是兩個概念,一般來說,攪拌的時間要比CMC完全溶化所需的時間短得多,二者所需的時間視具體情況而定。   確定攪拌時間的依據是:當CMC在水中均勻分散、沒有明顯的大的團塊狀物體存在時,便可以停止攪拌,讓CMC和水在靜置的狀態下相互滲透、相互融合。   確定CMC完全溶化所需時間的依據有這樣幾方面:   (1)CMC和水完全粘合、二者之間不存在固-液分離現象;   (2)混合糊膠呈均勻一致的狀態,表面平整光滑;   (3)混合糊膠色澤接近無色透明,糊膠中沒有顆粒狀物體。從CMC被投入到配料缸中與水混合開始,到CMC完全溶解,所需的時間在10~20小時之間。

國標標準

  GB/T 12028-2006洗滌劑用羧甲基纖維素鈉 684KB   GB 1904-2005 食品添加劑 羧甲基纖維素鈉 342KB   SY 5093-92 鑽井液用羧甲基纖維素鈉鹽 (CMC) 835KB   GB 1904-2005 食品添加劑 羧甲基纖維素鈉 1579KB   GB 1904-1989食品添加劑羧甲基纖維素鈉 213KB   QB/T 2318-2007 牙膏用羧甲基纖維素鈉 625KB

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