羧甲基纖維素鈉,(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(dāng)今世界上使用范圍廣、用量*的纖維素種類。

簡(jiǎn)稱CMC-Na,是葡萄糖聚合度為100~2000的纖維素衍生物,相對(duì)分子質(zhì)量242.16。白色纖維狀或顆粒狀粉末。無臭,無味,無味,有吸濕性,不溶于有機(jī)溶劑。

CMC的研究與開發(fā)主要著重現(xiàn)有生產(chǎn)技術(shù)的改造與制造工藝的,以及具有特性能的CMC新產(chǎn)品,如國(guó)外研制成功并已普及應(yīng)用的“溶媒-淤漿法”工藝,生產(chǎn)出具有高穩(wěn)定性能的新型改性CMC,由于取代度較高,取代基分布更為均勻,使其可以應(yīng)用在更為廣闊的工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域和復(fù)雜的使用環(huán)境,滿足更高的工藝要求。國(guó)際上把這種新型改性CMC又稱作“聚陰離子纖維素(簡(jiǎn)稱PAC,Poly anionic cellulose)”。



性狀




本品為纖維素羧甲基醚的鈉鹽,屬陰離子型纖維素醚,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。易于分散在水中成透明膠狀溶液,在乙醇等有機(jī)溶媒中不溶[1] 。1%水溶液pH為6.5~8.5,當(dāng)pH>10或<5時(shí),膠漿粘度顯著降低,在pH=7時(shí)性能*。對(duì)熱穩(wěn)定,在20℃以下粘度迅速上升,45℃時(shí)變化較慢,80℃以上長(zhǎng)時(shí)間加熱可使其膠體變性而粘度和性能。易溶于水,溶液透明;在堿性溶液中很穩(wěn)定,遇酸則易水解,pH值為2-3時(shí)會(huì)出現(xiàn)沉淀,遇多價(jià)金屬鹽也會(huì)反應(yīng)出現(xiàn)沉淀。

質(zhì)量




衡量CMC質(zhì)量的主要指標(biāo)是取代度(DS)和純度。一般DS不同則CMC的性質(zhì)也不同;取代度增大,溶解性就增強(qiáng),溶液的透明度及穩(wěn)定性也越好。據(jù)報(bào)道,CMC取代度在0.7~1.2時(shí)透明度較好,其水溶液粘度在pH值為6~9時(shí)*。為其質(zhì)量,除了選擇醚化劑外,還考慮影響取代度和純度的一些因素,例如堿與醚化劑之間的用量關(guān)系、醚化時(shí)間、體系含水量、溫度、pH值、溶液濃度及鹽類等。



應(yīng)用




概述

本品具有粘合、增稠、增強(qiáng)、乳化、保水、懸浮等作用。



CMC在陶瓷中的應(yīng)用



CMC可用于陶瓷坯體、釉漿和花釉中。陶瓷坯體中使用CMC可增加泥沙料的塑性,便于坯體成型,增加生坯體抗折強(qiáng)度,是一種良好的增強(qiáng)劑;釉漿和花釉中使用CMC,可作為粘結(jié)劑,起懸浮、解凝、保水的作用。



CMC在食品中的應(yīng)用



FAO和WHO已批準(zhǔn)將純CMC用于食品,它是經(jīng)過很嚴(yán)格的生物學(xué)、毒理學(xué)研究和試驗(yàn)后才獲得批準(zhǔn)的,國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的安全攝入量(ADI)是25mg/(kg·d),即大約每人1.5 g/d。曾有報(bào)道說,有人試驗(yàn)攝入量達(dá)到10 kg也未有毒性反應(yīng)。CMC在食品應(yīng)用中不僅是良好的乳化穩(wěn)定劑、增稠劑,而且具有的凍結(jié)、熔化穩(wěn)定性,并能提高產(chǎn)品的風(fēng)味,延長(zhǎng)貯藏時(shí)間。在豆奶、冰淇淋、雪糕、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(wěn)定的乳化分散液,其用量為0.2% ~ 0.5%。特別是對(duì)動(dòng)、植物油、蛋白質(zhì)與水溶液的乳化性能極為,能使其形成性能穩(wěn)定的勻質(zhì)乳狀液。因其安全可靠,因此,其用量不受國(guó)家食品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)ADI限制。CMC 在食品領(lǐng)域不斷被開發(fā),在葡萄酒生產(chǎn)中應(yīng)用羧甲基纖維素鈉的研究也已開展。



CMC在其它工業(yè)應(yīng)用





PAC&CMC用于石油開采鉆井液、固井液和壓裂液中。在鉆井液中主要作為增粘劑、降濾失劑、流變控制劑使用;在固井液中用于控制流體粘度、懸浮重物、防止流體損失;在壓裂液中主要用于攜帶填充物、防止流體損失。



在洗滌劑中,CMC可用作抗污垢再沉積劑,尤其是對(duì)疏水性的合成纖維織物的抗污垢再沉積效果,明顯優(yōu)于羧甲基纖維。



CMC在石油鉆探中可用于保護(hù)油井作為泥漿穩(wěn)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(yè)中用作上漿劑、印染漿的增稠劑、紡織品印花及硬挺整理。用于上漿劑能提高溶解性及粘變,并容易退漿;作為硬挺整理劑,其用量在95%以上;用于上漿劑,漿膜的強(qiáng)度、可彎曲性能;用再生絲心蛋白和羧甲基纖維素構(gòu)成的復(fù)合膜作為固定葡萄糖氧化酶的基質(zhì),固定葡萄糖氧化酶和羧酸二茂鐵,制成的葡萄糖生物傳感器具有較高的靈敏度與穩(wěn)定性。研究表明,用濃度為1%(w/v)左右的CMC溶液調(diào)制硅膠勻漿時(shí),制得的薄層板的色譜性能*,同時(shí),這種在優(yōu)化條件下涂制的薄層板具有適當(dāng)?shù)膶訌?qiáng)度,適用于各種加樣技術(shù),方便于操作。CMC對(duì)大多數(shù)纖維均有粘著性,能改善纖維間的結(jié)合,其粘度的穩(wěn)定性能確保上漿的均勻性,從而提高織造的效率。還可用于紡織品的整理劑,特別是*性的抗皺整理,給織物帶來耐久性的變化。



CMC可用作涂料的防沉劑、乳化劑、分散劑、流平劑、粘合劑,能使涂料的固體份均勻地分布于溶劑中,使涂料長(zhǎng)期不分層,還大量應(yīng)用于油漆中。



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(shí),其交換容量可達(dá)1.6 ml/g 。



CMC在造紙行業(yè)用作紙張施膠劑,可紙張的干強(qiáng)度和濕強(qiáng)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(yīng)用于電子、農(nóng)藥、皮革、塑料、印刷、陶瓷、牙膏、日用化工等領(lǐng)域,而且由于其的性能和廣泛的用途,還在不斷地開拓新的應(yīng)用領(lǐng)域,市場(chǎng)前景極為廣闊。



注意事項(xiàng)

(1)本品與強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、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·d 。



使用方法




將CMC直接與水混合,配制成糊狀膠液后,備用。在配置CMC糊膠時(shí),先在帶有攪拌裝置的配料缸內(nèi)加入一定量的干凈的水,在開啟攪拌裝置的情況下,將CMC緩慢均勻地撒到配料缸內(nèi),不停攪拌,使CMC和水完全融合、CMC能夠充分溶化。在溶化CMC時(shí),之所以要均勻撒放、并不斷攪拌,目的是“為了防止CMC與水相遇時(shí),發(fā)生結(jié)團(tuán)、結(jié)塊、降低CMC溶解量的問題”,并提高CMC的溶解速度。攪拌的時(shí)間和CMC完全溶化的時(shí)間并不一致,是兩個(gè)概念,一般來說,攪拌的時(shí)間要比CMC完全溶化所需的時(shí)間短得多,二者所需的時(shí)間視具體情況而定。

確定攪拌時(shí)間的依據(jù)是:當(dāng)CMC在水中均勻分散、沒有明顯的大的團(tuán)塊狀物體存在時(shí),便可以停止攪拌,讓CMC和水在靜置的狀態(tài)下相互滲透、相互融合。

確定CMC完全溶化所需時(shí)間的依據(jù)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(xiàn)象;

(2)混合糊膠呈均勻一致的狀態(tài),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(shí)間在10~20小時(shí)之間。

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