Carbossimetilcellulosa di sodiu (CMC) cum'è addensante alimentariu

Carbossimetilcellulosa di sodiu (cunnisciuta ancu cum'è: carbossimetilcellulosa di sodiu, carbossimetilcellulosa,CMC, Carbossimetilcellulosa sodica, sale di sodiu di Caboxy Methyl Cellulose) hè u tipu di cellulosa u più utilizatu è a più grande quantità utilizata in u mondu oghje.

CMC-Na in cortu, hè un derivatu di cellulosa cù un gradu di polimerizazione di glucosiu di 100-2000, è una massa moleculare relativa di 242,16. Polvere bianca fibrosa o granulare. Inodore, insipida, senza sapore, igroscopica, insolubile in solventi organici.

Proprietà basiche

1. Struttura moleculare di a carbossimetilcellulosa di sodiu (CMC)

Hè stata prudutta per a prima volta da a Germania in u 1918, è hè stata brevettata in u 1921 è hè apparsa in u mondu. A pruduzzione cummerciale hè stata dapoi ottenuta in Europa. À quellu tempu, era solu un pruduttu grezzu, adupratu cum'è colloide è legante. Da u 1936 à u 1941, a ricerca nantu à l'applicazione industriale di a carbossimetilcellulosa di sodiu hè stata abbastanza attiva, è parechji brevetti inspiratori sò stati inventati. Durante a Siconda Guerra Mundiale, a Germania hà adupratu a carbossimetilcellulosa di sodiu in detergenti sintetici. Hercules hà fattu carbossimetilcellulosa di sodiu per a prima volta in i Stati Uniti in u 1943, è hà pruduttu carbossimetilcellulosa di sodiu raffinata in u 1946, chì hè stata ricunnisciuta cum'è un additivu alimentariu sicuru. U mo paese hà cuminciatu à aduttà la in l'anni 1970, è hè stata largamente aduprata in l'anni 1990. Hè a più aduprata è a più grande quantità di cellulosa in u mondu oghje.

Formula strutturale: C6H7O2 (OH)2OCH2COONa Formula moleculare: C8H11O7Na

Stu pruduttu hè u sale di sodiu di l'etere carbossimetilicu di cellulosa, una fibra anionica

2. Aspettu di a carbossimetilcellulosa di sodiu (CMC)

Stu pruduttu hè u sale di sodiu di l'etere carbossimetilicu di cellulosa, un etere di cellulosa anionicu, polvere fibrosa bianca o bianca lattea o granulu, densità 0,5-0,7 g/cm3, quasi inodore, insapore, igroscopicu. Hè faciule da disperse in acqua per furmà una soluzione colloidale trasparente, è hè insolubile in solventi organici cum'è l'etanolu [1]. U pH di a soluzione acquosa à 1% hè 6,5-8,5, quandu u pH> 10 o <5, a viscosità di a mucillagine diminuisce significativamente, è e prestazioni sò e migliori quandu u pH = 7. Stabile à u calore, a viscosità aumenta rapidamente sottu à 20 ° C, è cambia lentamente à 45 ° C. U riscaldamentu à longu andà sopra à 80 ° C pò denaturà u colloide è riduce significativamente a viscosità è e prestazioni. Hè facilmente solubile in acqua, è a soluzione hè trasparente; Hè assai stabile in suluzione alcalina, ma hè facilmente idrolizzatu quandu scontra l'acidu, è precipiterà quandu u valore di pH hè 2-3, è reagiscerà ancu cù sali metallichi polivalenti.

U scopu principale

Hè adupratu cum'è addensante in l'industria alimentaria, cum'è trasportatore di medicinali in l'industria farmaceutica, è cum'è legante è agente anti-rideposizione in l'industria chimica di ogni ghjornu. In l'industria di a stampa è di a tintura, hè adupratu cum'è colloide protettivu per agenti di colla è paste di stampa. In l'industria petrochimica, pò esse adupratu cum'è cumpunente di u fluidu di fratturazione per u recuperu di u petroliu. [2]

Incompatibilità

A carbossimetilcellulosa di sodiu hè incompatibile cù e soluzioni acide forti, i sali di ferru solubili è certi altri metalli cum'è l'aluminiu, u mercuriu è u zincu. Quandu u pH hè menu di 2, è quandu hè mischiatu cù etanolu à 95%, si verificanu precipitazioni.

A carbossimetilcellulosa di sodiu pò furmà coagglomerati cù gelatina è pectina, è pò ancu furmà cumplessu cù u collagene, chì pò precipità certe proteine ​​caricate pusitivamente.

artigianatu

U CMC hè generalmente un cumpostu polimericu anionicu preparatu reagendu a cellulosa naturale cù l'alcali causticu è l'acidu monocloroaceticu, cù un pesu moleculare di 6400 (±1 000). I principali sottoprodotti sò u cloruru di sodiu è u glicolatu di sodiu. U CMC appartene à a mudificazione di a cellulosa naturale. L'Organizazione di e Nazioni Unite per l'Alimentazione è l'Agricultura (FAO) è l'Organizazione Mondiale di a Salute (OMS) l'anu ufficialmente chjamata "cellulosa mudificata".

L'indicatori principali per misurà a qualità di CMC sò u gradu di sustituzione (DS) è a purità. In generale, e proprietà di CMC sò diverse se u DS hè differente; più altu hè u gradu di sustituzione, più forte hè a solubilità, è megliu hè a trasparenza è a stabilità di a suluzione. Sicondu i rapporti, a trasparenza di CMC hè megliu quandu u gradu di sustituzione hè 0,7-1,2, è a viscosità di a so suluzione acquosa hè a più grande quandu u valore di pH hè 6-9. Per assicurà a so qualità, in più di a scelta di l'agente di eterificazione, alcuni fattori chì influenzanu u gradu di sustituzione è a purità devenu ancu esse cunsiderati, cum'è a relazione trà a quantità di alcali è l'agente di eterificazione, u tempu di eterificazione, u cuntenutu d'acqua in u sistema, a temperatura, u valore di pH, a cuncentrazione di a suluzione è u sale ecc.

statu quo

Per risolve a scarsità di materie prime (cotone raffinatu fattu di linter di cotone), in l'ultimi anni, alcune unità di ricerca scientifica in u mo paese anu cooperatu cù l'imprese per utilizà cumpletamente a paglia di risu, u cotone macinatu (cotone di scarto) è i residui di tofu per pruduce CMC cù successu. U costu di pruduzzione hè assai riduttu, ciò chì apre una nova fonte di materie prime per a pruduzzione industriale di CMC è realizza l'utilizazione cumpleta di e risorse. Da una parte, u costu di pruduzzione hè riduttu, è da l'altra parte, CMC si sviluppa versu una precisione più alta. A ricerca è u sviluppu di CMC si concentra principalmente nantu à a trasfurmazione di a tecnulugia di pruduzzione esistente è l'innuvazione di u prucessu di fabricazione, è ancu novi prudutti CMC cù proprietà uniche, cum'è u prucessu "metodu solvente-slurry" [3] chì hè statu sviluppatu cù successu à l'esteru è hè statu largamente utilizatu. Un novu tipu di CMC mudificatu cù alta stabilità hè pruduttu. A causa di u più altu gradu di sustituzione è a distribuzione più uniforme di i sustituenti, pò esse adupratu in una gamma più larga di campi di pruduzzione industriale è ambienti d'usu cumplessi per risponde à esigenze di prucessu più elevate. À l'internaziunale, stu novu tipu di CMC mudificatu hè ancu chjamatu "cellulosa polianionica (PAC, cellulosa polianionica)".

sicurità

Alta sicurezza, ADI ùn hà bisognu di regulamenti, è sò state formulate norme naziunali [4].

applicazione

Stu pruduttu hà e funzioni di ligame, addensante, rinfurzamentu, emulsionante, ritenzione d'acqua è sospensione.

Applicazione di CMC in l'alimentu

A FAO è l'OMS anu appruvatu l'usu di CMC pura in l'alimentu. Hè stata appruvata dopu à ricerche è testi biologichi è tossicologichi assai stretti. L'assunzione sicura (ADI) di u standard internaziunale hè 25 mg / (kg · ghjornu), vale à dì circa 1,5 g / ghjornu per persona. Hè statu signalatu chì alcune persone ùn anu avutu alcuna reazione tossica quandu l'assunzione hà righjuntu 10 kg. CMC ùn hè micca solu un bon stabilizzatore di emulsionazione è addensante in l'applicazioni alimentari, ma hà ancu una eccellente stabilità di congelazione è fusione, è pò migliurà u sapore di u pruduttu è prolongà u tempu di conservazione. A quantità aduprata in latte di soia, ghjacciu, gelatina, bevande è lattine hè circa 1% à 1,5%. CMC pò ancu furmà una dispersione emulsionata stabile cù acetu, salsa di soia, oliu vegetale, suchju di frutta, salsa gravy, suchju di verdura, ecc., è a dosa hè 0,2% à 0,5%. In particulare, hà eccellenti prestazioni emulsionanti per olii animali è vegetali, proteine ​​​​è soluzioni acquose, chì li permettenu di furmà una emulsione omogenea cù prestazioni stabili. Per via di a so sicurezza è affidabilità, u so dosaggio ùn hè micca limitatu da a norma naziunale d'igiene alimentaria ADI. A CMC hè stata sviluppata continuamente in u duminiu alimentariu, è hè stata ancu realizata una ricerca nantu à l'applicazione di a carbossimetilcellulosa di sodiu in a pruduzzione di vinu.

L'usu di CMC in medicina

In l'industria farmaceutica, pò esse adupratu cum'è stabilizzatore di emulsione per iniezioni, legante è agente filmuforme per tablette. Alcune persone anu dimustratu chì CMC hè un vettore di farmaci anticancerosi sicuru è affidabile per mezu di esperimenti basi è animali. Usendu CMC cum'è materiale di membrana, a forma di dosaggio mudificata di a polvere tradiziunale cinese Yangyin Shengji, membrana Yangyin Shengji, pò esse aduprata per ferite operatorie di dermoabrasione è ferite traumatiche. Studi di mudelli animali anu dimustratu chì u film impedisce l'infezione di a ferita è ùn hà micca differenza significativa da e medicazioni di garza. In termini di cuntrollu di l'essudazione di fluidu di u tissutu feritu è ​​​​​​di guarigione rapida di e ferite, questu film hè significativamente megliu cà e medicazioni di garza, è hà l'effettu di riduce l'edema postoperatoriu è l'irritazione di a ferita. A preparazione di film fatta di alcolu polivinilicu: carbossimetilcellulosa di sodiu: policarbossietilene à un rapportu di 3: 6: 1 hè a megliu prescrizione, è l'adesione è a velocità di liberazione sò tramindui aumentate. L'adesione di a preparazione, u tempu di residenza di a preparazione in a cavità orale è l'efficacia di a medicina in a preparazione sò tutti significativamente migliorati. A bupivacaina hè un anesteticu lucale putente, ma pò qualchì volta pruduce effetti secundari cardiovasculari gravi quandu hè avvelenatu. Dunque, mentre a bupivacaina hè largamente aduprata clinicamente, a ricerca nantu à a prevenzione è u trattamentu di e so reazioni tossiche hè sempre stata prestata più attenzione. Studi farmacologichi anu dimustratu chì CIVIC cum'è una sustanza à liberazione sustenuta furmulata cù una soluzione di bupivacaina pò riduce significativamente l'effetti secundari di a droga. In a chirurgia PRK, l'usu di tetracaina à bassa concentrazione è di farmaci antiinflamatori non steroidali cumminati cù CMC pò alleviare significativamente u dolore postoperatoriu. A prevenzione di l'aderenze peritoneali postoperatorie è a riduzione di l'ostruzione intestinale sò unu di i prublemi più preoccupati in a chirurgia clinica. Studi anu dimustratu chì CMC hè significativamente megliu cà l'ialuronatu di sodiu per riduce u gradu di aderenze peritoneali postoperatorie, è pò esse adupratu cum'è un metudu efficace per prevene l'occorrenza di aderenze peritoneali. CMC hè adupratu in l'infusione arteriale epatica per catetere di farmaci antitumorali per u trattamentu di u cancru di u fegatu, chì pò prolongà significativamente u tempu di residenza di i farmaci antitumorali in i tumori, aumentà u putere antitumorale è migliurà l'effettu terapeuticu. In medicina animale, a CMC hà ancu una larga gamma d'usi. Hè statu signalatu [5] chì l'instillazione intraperitoneale di una soluzione CMC à 1% à e pecure hà un effettu significativu nantu à a prevenzione di a distocia è di l'aderenze addominali dopu a chirurgia di l'apparatu riproduttivu in u bestiame.

CMC in altre applicazioni industriali

In i detergenti, u CMC pò esse adupratu cum'è agente di rideposizione anti-terra, in particulare per i tessuti di fibre sintetiche idrofobiche, chì hè significativamente megliu cà a fibra carbossimetilica.

U CMC pò esse adupratu per prutege i pozzi di petroliu cum'è stabilizzatore di fangu è agente di ritenzione d'acqua in a trivellazione petrolifera. A dosa per ogni pozzu di petroliu hè di 2,3 t per i pozzi pocu prufondi è di 5,6 t per i pozzi prufondi;

In l'industria tessile, hè adupratu cum'è agente di colla, addensante per pasta di stampa è tintura, stampa tessile è finitura di irrigidimentu. Quandu hè adupratu cum'è agente di colla, pò migliurà a solubilità è a viscosità, è hè faciule da scolla; cum'è agente di irrigidimentu, u so dosaggio hè superiore à 95%; quandu hè adupratu cum'è agente di colla, a forza è a flessibilità di u film di colla sò significativamente migliorate; cù fibroina di seta rigenerata A membrana cumposta cumposta di carbossimetilcellulosa hè aduprata cum'è matrice per immobilizà a glucosiu ossidasi, è a glucosiu ossidasi è u carbossilatu di ferrocene sò immobilizati, è u biosensore di glucosiu fattu hà una maggiore sensibilità è stabilità. Studi anu dimustratu chì quandu l'omogeneizatu di gel di silice hè preparatu cù una soluzione CMC cù una concentrazione di circa 1% (w/v), a prestazione cromatografica di a piastra à stratu sottile preparata hè a migliore. À u listessu tempu, a piastra à stratu sottile rivestita in cundizioni ottimizzate hà una forza di stratu adatta, adatta per varie tecniche di campionamentu, faciule da operà. CMC hà adesione à a maiò parte di e fibre è pò migliurà u ligame trà e fibre. A stabilità di a so viscosità pò assicurà l'uniformità di l'apprettatura, migliurendu cusì l'efficienza di a tessitura. Pò ancu esse adupratu cum'è agente di finitura per i tessili, in particulare per a finitura antirughe permanente, chì porta cambiamenti durevuli à i tessuti.

U CMC pò esse adupratu cum'è agente antisedimentatore, emulsionante, disperdente, agente livellante è adesivo per i rivestimenti. Pò fà chì u cuntenutu solidu di u rivestimentu sia distribuitu uniformemente in u solvente, in modu chì u rivestimentu ùn si delamini micca per un bellu pezzu. Hè ancu largamente adupratu in e pitture.

Quandu u CMC hè adupratu cum'è flocculante, hè più efficace chè u gluconatu di sodiu per rimuovere l'ioni di calciu. Quandu hè adupratu cum'è scambiatore di cationi, a so capacità di scambiu pò ghjunghje à 1,6 ml/g.

CMC hè adupratu cum'è agente di dimensionamentu di carta in l'industria di a carta, chì pò migliurà significativamente a resistenza à seccu è a resistenza à umitu di a carta, è ancu a resistenza à l'oliu, l'assorbimentu di l'inchiostru è a resistenza à l'acqua.

U CMC hè adupratu cum'è idrosol in i cusmetichi è cum'è addensante in a pasta di denti, è a so dosa hè di circa 5%.

CMC pò esse adupratu cum'è flocculante, agente chelante, emulsionante, addensante, agente di ritenzione d'acqua, agente di dimensionamentu, materiale film-forming, ecc., è hè ancu largamente adupratu in elettronica, pesticidi, pelle, plastica, stampa, ceramica, pasta di denti, chimichi di ogni ghjornu è altri campi, è per via di a so eccellente prestazione è di a so larga gamma d'usi, apre constantemente novi campi d'applicazione, è a prospettiva di u mercatu hè estremamente larga.

Precauzioni

(1) A cumpatibilità di stu pruduttu cù l'acidi forti, l'alcali forti è l'ioni di metalli pesanti (cum'è l'aluminiu, u zincu, u mercuriu, l'argentu, u ferru, ecc.) hè contraindicata.

(2) L'assunzione permessa di stu pruduttu hè 0-25 mg / kg · ghjornu.

Istruzzioni

Mischiate CMC direttamente cù l'acqua per fà una colla pastosa per un usu dopu. Quandu si cunfigura a colla CMC, prima aghjunghjite una certa quantità d'acqua pulita in u tank di dosaggio cù un dispositivu di miscelazione, è quandu u dispositivu di miscelazione hè acceso, spruzzate lentamente è uniformemente CMC in u tank di dosaggio, mischjendu continuamente, in modu chì u CMC cumpletamente integratu cù l'acqua, CMC pò dissolve cumpletamente. Quandu si dissolve CMC, a ragione per a quale deve esse spruzzatu uniformemente è mischiatu continuamente hè di "prevenisce i prublemi di agglomerazione, agglomerazione è riduce a quantità di CMC dissolta quandu CMC incontra l'acqua", è per aumentà a velocità di dissoluzione di CMC. U tempu per mischjà ùn hè micca listessu chè u tempu per CMC per dissolve cumpletamente. Sò dui cuncetti. In generale, u tempu per mischjà hè assai più cortu chè u tempu per CMC per dissolve cumpletamente. U tempu necessariu per i dui dipende da a situazione specifica.

A basa per determinà u tempu di miscelazione hè: quandu uCMChè dispersu uniformemente in l'acqua è ùn ci sò micca grumi grossi evidenti, l'agitazione pò esse fermata, permettendu à u CMC è à l'acqua di penetrà è di fusionassi trà di elli in un statu stagnante.

A basa per determinà u tempu necessariu per chì a CMC si dissolva cumpletamente hè a seguente:

(1) A CMC è l'acqua sò cumpletamente ligati, è ùn ci hè nisuna separazione solidu-liquidu trà i dui;

(2) A pasta mischiata hè in un statu uniforme, è a superficia hè piatta è liscia;

(3) U culore di a pasta mischiata hè guasi incolore è trasparente, è ùn ci sò micca oggetti granulari in a pasta. Da u mumentu chì u CMC hè messu in u tank di batching è mischiatu cù l'acqua à u mumentu chì u CMC hè cumpletamente dissoltu, u tempu necessariu hè trà 10 è 20 ore.