Natrijum karboksimetil celuloza (takođe poznata kao: natrijum karboksimetil celuloza, karboksimetil celuloza,CMC, karboksimetil, natrijum celuloza, natrijeva sol karboksimetil celuloze) je najčešće korištena i najkorištenija vrsta celuloze u svijetu danas.
Skraćeno CMC-Na je derivat celuloze sa stepenom polimerizacije glukoze od 100-2000 i relativnom molekularnom masom od 242,16. Bijeli vlaknasti ili granularni prah. Bez mirisa, ukusa, higroskopan, nerastvorljiv u organskim rastvaračima.
Osnovna svojstva
1. Molekularna struktura natrijum karboksimetilceluloze (CMC)
Prvi put je proizveden u Njemačkoj 1918. godine, a patentiran je 1921. godine i pojavio se u svijetu. Komercijalna proizvodnja je od tada postignuta u Evropi. U to vrijeme, to je bio samo sirovi proizvod, koji se koristio kao koloid i vezivo. Od 1936. do 1941. godine, istraživanje industrijske primjene natrijum karboksimetil celuloze bilo je prilično aktivno, a izumljeno je nekoliko inspirativnih patenata. Tokom Drugog svjetskog rata, Njemačka je koristila natrijum karboksimetil celulozu u sintetičkim deterdžentima. Hercules je prvi put proizveo natrijum karboksimetil celulozu u Sjedinjenim Državama 1943. godine, a rafiniranu natrijum karboksimetil celulozu proizveo je 1946. godine, koja je prepoznata kao siguran aditiv za hranu. Moja zemlja je počela da ga usvaja 1970-ih, a široko se koristio 1990-ih. To je najčešće korištena i najveća količina celuloze u svijetu danas.
Strukturna formula: C6H7O2 (OH) 2OCH2COONa Molekularna formula: C8H11O7Na
Ovaj proizvod je natrijumova so celuloznog karboksimetil etera, anionskog vlakna.
2. Izgled natrijum karboksimetil celuloze (CMC)
Ovaj proizvod je natrijumova so celuloznog karboksimetil etra, anionski celulozni etar, bijeli ili mliječno bijeli vlaknasti prah ili granula, gustine 0,5-0,7 g/cm3, gotovo bez mirisa, bez ukusa, higroskopni. Lako se disperguje u vodi formirajući prozirni koloidni rastvor i nerastvorljiv je u organskim rastvaračima kao što je etanol [1]. pH 1% vodenog rastvora je 6,5-8,5, kada je pH > 10 ili < 5, viskoznost sluzi značajno opada, a performanse su najbolje kada je pH = 7. Stabilan je na zagrijavanje, viskoznost brzo raste ispod 20°C, a sporo se mijenja na 45°C. Dugotrajno zagrijavanje iznad 80°C može denaturisati koloid i značajno smanjiti viskoznost i performanse. Lako se rastvara u vodi, a rastvor je proziran; vrlo je stabilan u alkalnom rastvoru, ali se lako hidrolizira kada naiđe na kiselinu, a taloži se kada je pH vrijednost 2-3, a također će reagovati sa polivalentnim metalnim solima.
Glavna svrha
Koristi se kao zgušnjivač u prehrambenoj industriji, kao nosač lijekova u farmaceutskoj industriji i kao vezivo i sredstvo protiv ponovnog taloženja u svakodnevnoj hemijskoj industriji. U industriji štampanja i bojenja koristi se kao zaštitni koloid za sredstva za zgušnjavanje i paste za štampanje. U petrohemijskoj industriji može se koristiti kao komponenta fluida za frakturiranje prilikom iscrpljivanja nafte. [2]
Nekompatibilnost
Natrijum karboksimetilceluloza je nekompatibilna sa jakim kiselim rastvorima, rastvorljivim solima željeza i nekim drugim metalima kao što su aluminijum, živa i cink. Kada je pH manji od 2 i kada se pomiješa sa 95% etanolom, doći će do taloženja.
Natrijum karboksimetil celuloza može formirati koaglomerate sa želatinom i pektinom, a može formirati i komplekse sa kolagenom, što može precipitirati određene pozitivno naelektrisane proteine.
zanat
CMC je obično anionski polimerni spoj pripremljen reakcijom prirodne celuloze s kaustičnom alkalijom i monohloroctenom kiselinom, s molekularnom težinom od 6400 (±1 000). Glavni nusproizvodi su natrijum hlorid i natrijum glikolat. CMC pripada prirodnoj modifikaciji celuloze. Organizacija Ujedinjenih nacija za hranu i poljoprivredu (FAO) i Svjetska zdravstvena organizacija (WHO) službeno su ga nazvale "modificirana celuloza".
Glavni pokazatelji za mjerenje kvaliteta CMC-a su stepen supstitucije (DS) i čistoća. Općenito, svojstva CMC-a se razlikuju ako je DS drugačiji; što je veći stepen supstitucije, to je veća rastvorljivost, te bolja transparentnost i stabilnost rastvora. Prema izvještajima, transparentnost CMC-a je bolja kada je stepen supstitucije 0,7-1,2, a viskoznost njegovog vodenog rastvora je najveća kada je pH vrijednost 6-9. Da bi se osigurao njegov kvalitet, pored izbora sredstva za eterifikaciju, moraju se uzeti u obzir i neki faktori koji utiču na stepen supstitucije i čistoću, kao što su odnos između količine alkalije i sredstva za eterifikaciju, vrijeme eterifikacije, sadržaj vode u sistemu, temperatura, pH vrijednost, koncentracija rastvora i soli itd.
status quo
Kako bi se riješio problem nedostatka sirovina (rafiniranog pamuka napravljenog od pamučnog lintera), posljednjih godina neke naučnoistraživačke jedinice u mojoj zemlji sarađivale su s preduzećima kako bi sveobuhvatno iskoristile rižinu slamu, mljeveni pamuk (otpadni pamuk) i ostatke tofua za uspješnu proizvodnju CMC-a. Troškovi proizvodnje su znatno smanjeni, što otvara novi izvor sirovina za industrijsku proizvodnju CMC-a i ostvaruje sveobuhvatno korištenje resursa. S jedne strane, troškovi proizvodnje su smanjeni, a s druge strane, CMC se razvija prema većoj preciznosti. Istraživanje i razvoj CMC-a uglavnom se fokusiraju na transformaciju postojeće tehnologije proizvodnje i inovacije proizvodnog procesa, kao i na nove CMC proizvode s jedinstvenim svojstvima, kao što je proces "solvent-slurry" [3] koji je uspješno razvijen u inostranstvu i široko se koristi. Proizvodi se novi tip modificiranog CMC-a s visokom stabilnošću. Zbog većeg stepena supstitucije i ravnomjernije raspodjele supstituenata, može se koristiti u širem rasponu industrijskih proizvodnih područja i složenih okruženja upotrebe kako bi se zadovoljili viši zahtjevi procesa. Međunarodno, ova nova vrsta modificiranog CMC-a se naziva i „polianjonska celuloza (PAC, polianjonska celuloza)“.
sigurnost
Visoka sigurnost, ADI ne zahtijeva propise, a formulirani su i nacionalni standardi [4].
aplikacija
Ovaj proizvod ima funkcije vezivanja, zgušnjavanja, jačanja, emulgiranja, zadržavanja vode i suspenzije.
Primjena CMC-a u hrani
FAO i WHO su odobrili upotrebu čistog CMC-a u hrani. Odobrenje je postignuto nakon vrlo strogih bioloških i toksikoloških istraživanja i testova. Siguran unos (ADI) međunarodnog standarda je 25 mg/(kg·d), što je oko 1,5 g/d po osobi. Prijavljeno je da neki ljudi nisu imali nikakvu toksičnu reakciju kada je unos dostigao 10 kg. CMC nije samo dobar stabilizator emulgacije i zgušnjivač u prehrambenoj primjeni, već ima i odličnu stabilnost pri zamrzavanju i topljenju, te može poboljšati okus proizvoda i produžiti vrijeme skladištenja. Količina koja se koristi u sojinom mlijeku, sladoledu, želeu, napitcima i konzervama je oko 1% do 1,5%. CMC također može formirati stabilnu emulziranu disperziju sa sirćetom, soja sosom, biljnim uljem, voćnim sokom, umakom, povrtnim sokom itd., a doza je 0,2% do 0,5%. Posebno ima odlična emulgirajuća svojstva za životinjska i biljna ulja, proteine i vodene rastvore, omogućavajući mu formiranje homogene emulzije sa stabilnim performansama. Zbog svoje sigurnosti i pouzdanosti, njegova doza nije ograničena nacionalnim standardom higijene hrane ADI. CMC se kontinuirano razvija u oblasti hrane, a provedena su i istraživanja o primjeni natrijum karboksimetilceluloze u proizvodnji vina.
Upotreba CMC-a u medicini
U farmaceutskoj industriji, može se koristiti kao stabilizator emulzije za injekcije, vezivo i sredstvo za stvaranje filma za tablete. Neki ljudi su dokazali da je CMC siguran i pouzdan nosač lijekova protiv raka kroz osnovne i životinjske eksperimente. Korištenjem CMC-a kao membranskog materijala, modificirani oblik doziranja tradicionalne kineske medicine Yangyin Shengji praha, Yangyin Shengji membrana, može se koristiti za rane od operacija dermabrazije i traumatske rane. Studije na životinjskim modelima pokazale su da film sprječava infekciju rane i nema značajne razlike od gaze. U smislu kontrole eksudacije tkivne tekućine rane i brzog zacjeljivanja rana, ovaj film je značajno bolji od gaze i ima učinak smanjenja postoperativnog edema i iritacije rane. Filmski preparat napravljen od polivinil alkohola: natrijum karboksimetil celuloze: polikarboksietilena u omjeru 3:6:1 je najbolji recept, a povećavaju se i adhezija i brzina oslobađanja. Adhezija preparata, vrijeme zadržavanja preparata u usnoj šupljini i efikasnost lijeka u preparatu su značajno poboljšani. Bupivakain je snažan lokalni anestetik, ali ponekad može izazvati ozbiljne kardiovaskularne nuspojave kada se otrovao. Stoga, iako se bupivakain široko koristi klinički, istraživanja o prevenciji i liječenju njegovih toksičnih reakcija oduvijek su privukla više pažnje. Farmakološke studije su pokazale da CIVIC, kao supstanca sa produženim oslobađanjem formulisana sa rastvorom bupivakaina, može značajno smanjiti nuspojave lijeka. U PRK hirurgiji, upotreba tetrakaina niske koncentracije i nesteroidnih protuupalnih lijekova u kombinaciji sa CMC-om može značajno ublažiti postoperativnu bol. Prevencija postoperativnih peritonealnih adhezija i smanjenje crijevne opstrukcije jedno su od najzabrinjavajućih pitanja u kliničkoj hirurgiji. Studije su pokazale da je CMC značajno bolji od natrijum hijaluronata u smanjenju stepena postoperativnih peritonealnih adhezija i može se koristiti kao efikasna metoda za sprečavanje pojave peritonealnih adhezija. CMC se koristi u kateterskoj hepatičkoj arterijskoj infuziji lijekova protiv raka za liječenje raka jetre, što može značajno produžiti vrijeme zadržavanja lijekova protiv raka u tumorima, pojačati antitumorsku snagu i poboljšati terapijski efekat. U veterinarskoj medicini, CMC također ima širok spektar upotrebe. Prijavljeno je [5] da intraperitonealna instilacija 1% rastvora CMC-a ovcama ima značajan učinak na sprječavanje distocije i abdominalnih priraslica nakon operacije reproduktivnog trakta kod stoke.
CMC u drugim industrijskim primjenama
U deterdžentima, CMC se može koristiti kao sredstvo protiv ponovnog taloženja prljavštine, posebno za hidrofobne sintetičke tkanine, što je znatno bolje od karboksimetil vlakana.
CMC se može koristiti za zaštitu naftnih bušotina kao stabilizator isplake i sredstvo za zadržavanje vode pri bušenju nafte. Doziranje za svaku naftnu bušotinu je 2,3 tone za plitke bušotine i 5,6 tona za duboke bušotine;
U tekstilnoj industriji se koristi kao sredstvo za skrivljavanje, zgušnjivač za paste za štampanje i bojenje, štampanje tekstila i za završnu obradu učvršćivanja. Kada se koristi kao sredstvo za skrivljavanje, može poboljšati topljivost i viskoznost, a lako se uklanja skrivljavanje; kao sredstvo za učvršćivanje, njegova doza je iznad 95%; kada se koristi kao sredstvo za skrivljavanje, čvrstoća i fleksibilnost filma za skrivljavanje su značajno poboljšane; s regeneriranim fibroinom svile, kompozitna membrana sastavljena od karboksimetil celuloze koristi se kao matrica za imobilizaciju glukoza oksidaze, a glukoza oksidaza i ferocen karboksilat su imobilizirani, a napravljeni biosenzor glukoze ima veću osjetljivost i stabilnost. Studije su pokazale da kada se homogenat silika gela pripremi s otopinom CMC-a s koncentracijom od oko 1% (w/v), kromatografske performanse pripremljene tankoslojne ploče su najbolje. Istovremeno, tankoslojna ploča premazana pod optimiziranim uvjetima ima odgovarajuću čvrstoću sloja, pogodnu za različite tehnike uzorkovanja, jednostavnu za rukovanje. CMC ima prianjanje na većinu vlakana i može poboljšati vezivanje između vlakana. Stabilnost njegove viskoznosti može osigurati ujednačenost apreturacije, čime se poboljšava efikasnost tkanja. Može se koristiti i kao sredstvo za završnu obradu tekstila, posebno za trajnu završnu obradu protiv nabora, što donosi trajne promjene tkaninama.
CMC se može koristiti kao sredstvo protiv sedimentacije, emulgator, disperzant, sredstvo za izravnavanje i ljepilo za premaze. Može učiniti da se čvrsti sadržaj premaza ravnomjerno rasporedi u rastvaraču, tako da se premaz dugo ne raslojava. Također se široko koristi u bojama.
Kada se CMC koristi kao flokulant, efikasniji je od natrijum glukonata u uklanjanju kalcijumovih iona. Kada se koristi kao kationska izmjena, njegov kapacitet izmjene može doseći 1,6 ml/g.
CMC se koristi kao sredstvo za zgušnjavanje papira u industriji papira, koje može značajno poboljšati suhu i vlažnu čvrstoću papira, kao i otpornost na ulje, apsorpciju tinte i otpornost na vodu.
CMC se koristi kao hidrosol u kozmetici i kao zgušnjivač u pastama za zube, a njegova doza je oko 5%.
CMC se može koristiti kao flokulant, kelirajući agens, emulgator, zgušnjivač, sredstvo za zadržavanje vode, sredstvo za zgušnjavanje, materijal za stvaranje filma itd., a također se široko koristi u elektronici, pesticidima, koži, plastici, štamparstvu, keramici, pastama za zube, svakodnevnim hemikalijama i drugim oblastima, a zbog svojih odličnih performansi i širokog spektra upotrebe, stalno otvara nova područja primjene, a tržišne perspektive su izuzetno široke.
Mjere predostrožnosti
(1) Kompatibilnost ovog proizvoda s jakim kiselinama, jakim alkalijama i ionima teških metala (kao što su aluminij, cink, živa, srebro, željezo itd.) je kontraindicirana.
(2) Dozvoljeni unos ovog proizvoda je 0-25 mg/kg·d.
Upute
Pomiješajte CMC direktno s vodom da biste dobili pastasto ljepilo za kasniju upotrebu. Prilikom konfigurisanja CMC ljepila, prvo dodajte određenu količinu čiste vode u rezervoar za doziranje pomoću uređaja za miješanje, a kada se uređaj za miješanje uključi, polako i ravnomjerno pospite CMC u rezervoar za doziranje, neprestano miješajući, tako da se CMC potpuno integriše s vodom i da se potpuno rastvori. Prilikom rastvaranja CMC-a, razlog zašto ga treba ravnomjerno posipati i kontinuirano miješati je da se "spriječe problemi aglomeracije, aglomeracije i smanji količina rastvorenog CMC-a kada se CMC sretne s vodom", te da se poveća brzina rastvaranja CMC-a. Vrijeme miješanja nije isto što i vrijeme potrebno za potpuno rastvaranje CMC-a. To su dva koncepta. Generalno govoreći, vrijeme miješanja je mnogo kraće od vremena potrebnog za potpuno rastvaranje CMC-a. Vrijeme potrebno za to dvoje zavisi od specifične situacije.
Osnova za određivanje vremena miješanja je: kada jeCMCje ravnomjerno dispergiran u vodi i nema očiglednih velikih grudvica, miješanje se može zaustaviti, što omogućava CMC-u i vodi da prodru i stope se u stajaćem stanju.
Osnova za određivanje vremena potrebnog za potpuno rastvaranje CMC-a je sljedeća:
(1) CMC i voda su potpuno vezani i ne postoji razdvajanje čvrste i tečne faze između njih;
(2) Pomiješana pasta je u jednoličnom stanju, a površina je ravna i glatka;
(3) Boja pomiješane paste je gotovo bezbojna i prozirna, a u pasti nema zrnastih predmeta. Od trenutka kada se CMC stavi u rezervoar za doziranje i pomiješa s vodom do trenutka kada se CMC potpuno rastvori, potrebno vrijeme je između 10 i 20 sati.
Vrijeme objave: 26. april 2024.