Nátrium-karboximetil-cellulóz (más néven: nátrium-karboximetil-cellulóz, karboximetil-cellulóz,CMC, Karboximetil-, cellulóz-nátrium, a karboxi-metil-cellulóz nátriumsója) a legszélesebb körben használt és a világon legnagyobb mennyiségben felhasznált cellulóztípus.
A CMC-Na röviden egy cellulózszármazék, amelynek glükóz polimerizációs foka 100-2000, relatív molekulatömege pedig 242,16. Fehér rostos vagy szemcsés por. Szagtalan, íztelen, íztelen, higroszkópos, szerves oldószerekben oldhatatlan.
Alapvető tulajdonságok
1. A nátrium-karboximetil-cellulóz (CMC) molekulaszerkezete
Először Németországban állították elő 1918-ban, majd 1921-ben szabadalmaztatták és megjelent a világon. Azóta Európában is megkezdődött a kereskedelmi termelése. Akkoriban csak nyerstermék volt, amelyet kolloidként és kötőanyagként használtak. 1936 és 1941 között a nátrium-karboximetil-cellulóz ipari alkalmazásának kutatása igen aktív volt, és számos inspiráló szabadalmat találtak fel. A második világháború alatt Németországban szintetikus mosószerekben használtak nátrium-karboximetil-cellulózt. A Hercules 1943-ban állított elő először nátrium-karboximetil-cellulózt az Egyesült Államokban, majd 1946-ban finomított nátrium-karboximetil-cellulózt, amelyet biztonságos élelmiszer-adalékanyagként ismertek el. Hazám az 1970-es években kezdte el alkalmazni, és az 1990-es években széles körben használták. Ma ez a legszélesebb körben használt és a legnagyobb mennyiségű cellulóz a világon.
Szerkezeti képlet: C6H7O2 (OH)2OCH2COONa Molekulaképlet: C8H11O7Na
Ez a termék a cellulóz-karboximetil-éter nátriumsója, egy anionos rost
2. A nátrium-karboximetil-cellulóz (CMC) megjelenése
Ez a termék a cellulóz-karboximetil-éter nátriumsója, egy anionos cellulóz-éter, fehér vagy tejfehér rostos por vagy granulátum, sűrűsége 0,5-0,7 g/cm3, szinte szagtalan, íztelen, higroszkópos. Könnyen diszpergálható vízben, átlátszó kolloid oldatot képezve, és oldhatatlan szerves oldószerekben, például etanolban [1]. Az 1%-os vizes oldat pH-ja 6,5-8,5, ha a pH>10 vagy <5, a nyálka viszkozitása jelentősen csökken, és a teljesítménye pH=7 esetén a legjobb. Hővel szemben stabil, a viszkozitása 20°C alatt gyorsan emelkedik, és 45°C-on lassan változik. A 80°C feletti hosszú távú melegítés denaturálhatja a kolloidot, és jelentősen csökkentheti a viszkozitást és a teljesítményt. Könnyen oldódik vízben, az oldat átlátszó; lúgos oldatban nagyon stabil, de savval érintkezve könnyen hidrolizálódik, és 2-3 pH-értéken kicsapódik, valamint reagál a többértékű fémsókkal is.
A fő cél
Sűrítőanyagként használják az élelmiszeriparban, gyógyszeriparban gyógyszerhordozóként, valamint kötőanyagként és újralerakódás-gátlóként a napi vegyiparban. A nyomda- és festőiparban védőkolloidként alkalmazzák enyvezőszerekben és nyomópasztákban. A petrolkémiai iparban olajkinyerésre használt repesztőfolyadék összetevőjeként is használható. [2]
Összeférhetetlenség
A nátrium-karboximetil-cellulóz nem kompatibilis az erős savas oldatokkal, az oldható vassókkal és néhány más fémmel, például az alumíniummal, a higannyal és a cinkkel. Ha a pH kisebb, mint 2, és 95%-os etanollal keverik, csapadék válik ki.
A nátrium-karboximetil-cellulóz koagglomerátumokat képezhet zselatinnal és pektinnel, valamint komplexeket képezhet kollagénnel, amelyek bizonyos pozitív töltésű fehérjéket kicsaphatnak.
hajó
A CMC általában egy anionos polimer vegyület, amelyet természetes cellulóz, lúg és monoklórecetsav reakciójával állítanak elő, molekulatömege 6400 (±1000). A fő melléktermékek a nátrium-klorid és a nátrium-glikolát. A CMC a természetes cellulózmódosítások közé tartozik. Az Egyesült Nemzetek Élelmezési és Mezőgazdasági Szervezete (FAO) és az Egészségügyi Világszervezet (WHO) hivatalosan „módosított cellulóznak” nevezi.
A CMC minőségének mérésére szolgáló fő mutatók a helyettesítési fok (DS) és a tisztaság. Általánosságban elmondható, hogy a CMC tulajdonságai eltérőek, ha a DS eltérő; minél magasabb a helyettesítési fok, annál erősebb az oldhatóság, és annál jobb az oldat átlátszósága és stabilitása. Jelentések szerint a CMC átlátszósága jobb, ha a helyettesítési fok 0,7-1,2, vizes oldatának viszkozitása pedig a legnagyobb, ha a pH-érték 6-9. A minőség biztosítása érdekében az éterezőszer megválasztása mellett néhány olyan tényezőt is figyelembe kell venni, amelyek befolyásolják a helyettesítési fokot és a tisztaságot, például az alkáli és az éterezőszer mennyiségének kapcsolatát, az éterezési időt, a rendszer víztartalmát, a hőmérsékletet, a pH-értéket, az oldat koncentrációját és sótartalmát stb.
status quo
Az alapanyaghiány (finomított pamut pamutszálakból) megoldása érdekében az elmúlt években hazámban néhány tudományos kutatóegység együttműködött a vállalatokkal, hogy átfogóan hasznosítsák a rizsszalmát, az őrölt pamutot (hulladék pamut) és a tofutörmeléket a CMC sikeres előállításához. A termelési költségek jelentősen csökkennek, ami új nyersanyagforrást nyit meg a CMC ipari termeléséhez, és megvalósítja az erőforrások átfogó felhasználását. Egyrészt csökkennek a termelési költségek, másrészt a CMC a nagyobb pontosság felé fejlődik. A CMC kutatása és fejlesztése főként a meglévő termelési technológiák átalakítására és a gyártási folyamatok innovációjára, valamint egyedi tulajdonságokkal rendelkező új CMC-termékekre összpontosít, mint például a külföldön sikeresen kifejlesztett és széles körben alkalmazott „oldószeres szuszpenziós módszer” [3] eljárás. Egy új típusú, nagy stabilitású módosított CMC keletkezik. A magasabb helyettesítési fok és a szubsztituensek egyenletesebb eloszlása miatt szélesebb körű ipari termelési területeken és összetett felhasználási környezetben alkalmazható, hogy megfeleljen a magasabb folyamatkövetelményeknek. Nemzetközi szinten ezt az új típusú módosított CMC-t „polianionos cellulóznak (PAC, polianionos cellulóz)” is nevezik.
biztonság
A magas biztonságú ADI nem igényel szabályozást, és nemzeti szabványokat dolgoztak ki [4].
alkalmazás
Ez a termék kötési, sűrítő, erősítő, emulgeáló, vízvisszatartó és szuszpenziós funkciókkal rendelkezik.
CMC alkalmazása élelmiszerekben
Az FAO és a WHO jóváhagyta a tiszta CMC élelmiszerekben való felhasználását. A jóváhagyást nagyon szigorú biológiai és toxikológiai kutatások és tesztek után kapták. A nemzetközi szabvány szerinti biztonságos bevitel (ADI) 25 mg/(kg·d), ami személyenként körülbelül 1,5 g/d-nak felel meg. A jelentések szerint egyes embereknél nem jelentkezett toxikus reakció, amikor a bevitel elérte a 10 kg-ot. A CMC nemcsak jó emulgeálószer-stabilizátor és sűrítőanyag az élelmiszerekben, hanem kiváló fagyási és olvadási stabilitással is rendelkezik, javíthatja a termék ízét és meghosszabbíthatja az eltarthatósági időt. A szójatejben, fagylaltban, zselében, italokban és konzervdobozokban használt mennyisége körülbelül 1% és 1,5% között van. A CMC stabil emulgeált diszperziót képezhet ecettel, szójaszósszal, növényi olajjal, gyümölcslével, mártással, zöldséglével stb., az adagolás 0,2% és 0,5% között van. Különösen kiváló emulgeálóképességgel rendelkezik állati és növényi olajok, fehérjék és vizes oldatok esetében, lehetővé téve homogén, stabil emulzió kialakítását. Biztonságossága és megbízhatósága miatt adagolását nem korlátozza az ADI nemzeti élelmiszer-higiéniai szabvány. A CMC-t folyamatosan fejlesztik az élelmiszeriparban, és a nátrium-karboximetil-cellulóz borászati alkalmazásával kapcsolatos kutatásokat is végeztek.
A CMC alkalmazása az orvostudományban
A gyógyszeriparban injekciókhoz emulzióstabilizátorként, tablettákhoz kötőanyagként és filmképző anyagként alkalmazható. Egyesek alap- és állatkísérletekkel bizonyították, hogy a CMC biztonságos és megbízható rákellenes gyógyszerhordozó. A CMC membránanyagként való felhasználásával a hagyományos kínai orvoslás Yangyin Shengji porának, a Yangyin Shengji membránnak a módosított gyógyszerformája dermabráziós műtéti sebek és traumás sebek kezelésére alkalmazható. Állatmodell-vizsgálatok kimutatták, hogy a fólia megakadályozza a sebfertőzést, és nincs szignifikáns különbség a gézkötésekhez képest. A sebszöveti folyadékkiválasztás szabályozása és a gyors sebgyógyulás szempontjából ez a fólia lényegesen jobb, mint a gézkötések, és csökkenti a posztoperatív ödémát és a sebirritációt. A polivinil-alkohol:nátrium-karboximetil-cellulóz:polikarboxietilén 3:6:1 arányú keverékéből készült fóliakészítmény a legjobb recept, és mind a tapadás, mind a felszabadulás sebessége megnő. A készítmény tapadása, a készítmény tartózkodási ideje a szájüregben és a gyógyszer hatékonysága a készítményben mind jelentősen javul. A bupivakain egy erős helyi érzéstelenítő, de mérgezés esetén néha súlyos szív- és érrendszeri mellékhatásokat okozhat. Ezért, bár a bupivakaint széles körben alkalmazzák klinikailag, a toxikus reakciók megelőzésére és kezelésére irányuló kutatások mindig is nagyobb figyelmet kaptak. Farmakológiai vizsgálatok kimutatták, hogy a CIVIC, mint bupivakain oldattal formulált tartós hatóanyag-leadású anyag, jelentősen csökkentheti a gyógyszer mellékhatásait. A PRK műtét során az alacsony koncentrációjú tetrakain és nem szteroid gyulladáscsökkentők CMC-vel kombinálva történő alkalmazása jelentősen enyhítheti a posztoperatív fájdalmat. A posztoperatív peritoneális összenövések megelőzése és a bélelzáródás csökkentése a klinikai sebészet egyik legfontosabb kérdése. Tanulmányok kimutatták, hogy a CMC szignifikánsan jobb, mint a nátrium-hialuronát a posztoperatív peritoneális összenövések mértékének csökkentésében, és hatékony módszerként alkalmazható a peritoneális összenövések előfordulásának megelőzésére. A CMC-t rákellenes gyógyszerek katéteres máj artériás infúziójában alkalmazzák májrák kezelésére, ami jelentősen meghosszabbíthatja a rákellenes gyógyszerek tartózkodási idejét a daganatokban, fokozhatja a daganatellenes hatást és javíthatja a terápiás hatást. Az állatgyógyászatban a CMC-t széles körben alkalmazzák. Jelentések szerint [5] a juhok 1%-os CMC-oldatának intraperitoneális becseppentése jelentős hatással van a disztócia és a hasi összenövések megelőzésére a haszonállatok reproduktív traktusának műtétei után.
CMC más ipari alkalmazásokban
Mosószerekben a CMC szennyeződés-visszarakódás-gátló szerként használható, különösen hidrofób szintetikus szálas szövetekhez, ami lényegesen jobb, mint a karboximetil szál.
A CMC olajkutak védelmére iszapstabilizátorként és vízvisszatartó szerként használható olajfúrások során. Az adag olajkutanként 2,3 t sekély kutak esetén és 5,6 t mély kutak esetén;
A textiliparban írezőanyagként, sűrítőanyagként nyomtatáshoz és festéshez, textilnyomtatáshoz és merevítéshez használják. Íróanyagként javíthatja az oldhatóságot és a viszkozitást, és könnyen írteleníthető; merevítőanyagként a dózisa meghaladja a 95%-ot; írezőanyagként a írezőfilm szilárdsága és rugalmassága jelentősen javul; regenerált selyemfibroinnal A karboximetil-cellulózból álló kompozit membránt mátrixként használják a glükóz-oxidáz immobilizálására, és a glükóz-oxidáz és a ferrocén-karboxilát immobilizálódik, és az előállított glükóz bioszenzor nagyobb érzékenységgel és stabilitással rendelkezik. Tanulmányok kimutatták, hogy amikor a szilikagél-homogenizátumot körülbelül 1% (tömeg/térfogat) koncentrációjú CMC-oldattal készítik el, az elkészített vékonyréteg-lemez kromatográfiás teljesítménye a legjobb. Ugyanakkor az optimalizált körülmények között bevont vékonyréteg-lemez megfelelő rétegerősséggel rendelkezik, alkalmas különféle mintavételi technikákhoz, könnyen kezelhető. A CMC a legtöbb szálhoz tapad, és javíthatja a szálak közötti kötést. Viszkozitásának stabilitása biztosítja az enységes méretezést, ezáltal javítja a szövés hatékonyságát. Textil kikészítési anyagként is használható, különösen tartós gyűrődésgátló kikészítéshez, amely tartós változásokat hoz létre a szövetekben.
A CMC ülepedésgátlóként, emulgeálószerként, diszpergálószerként, kiegyenlítőszerként és ragasztóként használható bevonatokhoz. A bevonat szilárdanyag-tartalmát egyenletesen eloszthatja az oldószerben, így a bevonat hosszú ideig nem válik le. Széles körben használják festékekben is.
Amikor a CMC-t flokkulálószerként használják, hatékonyabb a kalciumionok eltávolításában, mint a nátrium-glükonát. Kationcserélőként használva a cserekapacitása elérheti az 1,6 ml/g-ot.
A CMC-t papíripari adalékanyagként használják, amely jelentősen javíthatja a papír száraz és nedves szilárdságát, valamint olajállóságát, tintafelvételét és vízállóságát.
A CMC-t hidroszolként használják kozmetikumokban és sűrítőanyagként fogkrémekben, dózisa körülbelül 5%.
A CMC használható flokkulánsként, kelátképzőként, emulgeálószerként, sűrítőanyagként, vízmegtartó szerként, írezőszerként, filmképző anyagként stb., és széles körben használják elektronikában, növényvédő szerekben, bőrben, műanyagokban, nyomtatásban, kerámiában, fogkrémben, napi vegyszerekben és más területeken is, kiváló teljesítményének és széleskörű felhasználási körének köszönhetően folyamatosan új alkalmazási területeket nyit meg, és a piaci kilátások rendkívül szélesek.
Óvintézkedések
(1) A termék nem kompatibilis erős savakkal, erős lúgokkal és nehézfém-ionokkal (például alumínium, cink, higany, ezüst, vas stb.).
(2) A termék megengedett bevitele 0-25 mg/kg·nap.
Utasítás
A CMC-t közvetlenül vízzel kell keverni, hogy pasztaszerű ragasztót kapjunk későbbi felhasználásra. A CMC ragasztó konfigurálásakor először egy keverőberendezéssel adjunk egy bizonyos mennyiségű tiszta vizet a keverőtartályba, majd a keverőberendezés bekapcsolásakor lassan és egyenletesen szórjuk a CMC-t a keverőtartályba, folyamatos keverés mellett, hogy a CMC teljesen integrálódjon a vízzel, és teljesen feloldódjon. A CMC feloldásakor az egyenletes szórás és a folyamatos keverés célja „az agglomeráció és a csomósodás problémáinak elkerülése, valamint a vízzel való találkozáskor feloldott CMC mennyiségének csökkentése”, és a CMC oldódási sebességének növelése. A keverési idő nem ugyanaz, mint a CMC teljes feloldódásának ideje. Ez két fogalom. Általánosságban elmondható, hogy a keverési idő sokkal rövidebb, mint a CMC teljes feloldódásának ideje. A kettőhöz szükséges idő az adott helyzettől függ.
A keverési idő meghatározásának alapja a következő: amikor aCMCegyenletesen eloszlik a vízben, és nincsenek látható nagy csomók, a keverést le lehet állítani, így a CMC és a víz behatolhat egymásba, és álló állapotban összeolvadhat.
A CMC teljes feloldódásához szükséges idő meghatározásának alapja a következő:
(1) A CMC és a víz teljesen összefonódik, és nincs szilárd-folyékony elkülönülés a kettő között;
(2) A kevert paszta egyenletes állapotban van, a felülete sík és sima;
(3) A kevert paszta színe közel színtelen és átlátszó, és nem tartalmaz szemcsés anyagokat. Attól a pillanattól kezdve, hogy a CMC-t a keverőtartályba helyezik és vízzel összekeverik, a CMC teljes feloldódásáig a szükséges idő 10 és 20 óra között van.
Közzététel ideje: 2024. április 26.