Натрий карбоксиметилцеллюлозасы (сонымен қатар белгілі: натрий карбоксиметилцеллюлозасы, карбоксиметилцеллюлоза,CMC, Карбоксиметил целлюлозасы, Натрий целлюлозасы, Кабоксиметилцеллюлозасының натрий тұзы) - қазіргі әлемде ең кең таралған және ең көп мөлшерде қолданылатын целлюлоза түрі.
Қысқаша айтқанда, CMC-Na - глюкоза полимерлену дәрежесі 100-2000 және салыстырмалы молекулалық массасы 242,16 болатын целлюлоза туындысы. Ақ талшықты немесе түйіршікті ұнтақ. Иіссіз, дәмсіз, дәмсіз, гигроскопиялық, органикалық еріткіштерде ерімейді.
Негізгі қасиеттер
1. Натрий карбоксиметилцеллюлозасының (КМК) молекулалық құрылымы
Ол алғаш рет 1918 жылы Германияда өндірілді, ал 1921 жылы патенттеліп, әлемге шықты. Содан бері Еуропада коммерциялық өндіріс жүзеге асырылды. Сол кезде ол тек шикі өнім болды, коллоидты және байланыстырушы зат ретінде пайдаланылды. 1936 жылдан 1941 жылға дейін натрий карбоксиметилцеллюлозасын өнеркәсіптік қолдану бойынша зерттеулер өте белсенді болды және бірнеше шабыттандыратын патенттер ойлап табылды. Екінші дүниежүзілік соғыс кезінде Германия синтетикалық жуғыш заттарда натрий карбоксиметилцеллюлозасын қолданды. Hercules 1943 жылы Америка Құрама Штаттарында алғаш рет натрий карбоксиметилцеллюлозасын жасады, ал 1946 жылы қауіпсіз тағамдық қоспа ретінде танылған тазартылған натрий карбоксиметилцеллюлозасын өндірді. Менің елім оны 1970 жылдары қабылдай бастады, ал 1990 жылдары кеңінен қолданылды. Бұл бүгінгі таңда әлемдегі ең кең таралған және ең көп мөлшердегі целлюлоза.
Құрылымдық формуласы: C6H7O2 (OH) 2OCH2COONa Молекулалық формуласы: C8H11O7Na
Бұл өнім аниондық талшық болып табылатын целлюлоза карбоксиметил эфирінің натрий тұзы болып табылады.
2. Натрий карбоксиметилцеллюлозасының (КМК) пайда болуы
Бұл өнім целлюлоза карбоксиметил эфирінің натрий тұзы, анионды целлюлоза эфирі, ақ немесе сүтті ақ талшықты ұнтақ немесе түйіршік, тығыздығы 0,5-0,7 г/см3, иіссіз, дәмсіз, гигроскопиялық. Мөлдір коллоидты ерітінді түзу үшін суда оңай ериді және этанол сияқты органикалық еріткіштерде ерімейді [1]. 1% сулы ерітіндінің рН мәні 6,5-8,5 құрайды, рН >10 немесе <5 болғанда, шырыштың тұтқырлығы айтарлықтай төмендейді, ал өнімділігі рН = 7 болғанда ең жақсы болады. Қыздыруға тұрақты, тұтқырлық 20°C-тан төмен температурада тез көтеріледі және 45°C-та баяу өзгереді. 80°C-тан жоғары ұзақ уақыт қыздыру коллоидты денатурациялауы және тұтқырлық пен өнімділікті айтарлықтай төмендетуі мүмкін. Ол суда оңай ериді, ал ерітінді мөлдір; ол сілтілі ерітіндіде өте тұрақты, бірақ қышқылмен кездескенде оңай гидролизденеді және рН мәні 2-3 болғанда тұнбаға түседі, сондай-ақ поливалентті металл тұздарымен әрекеттеседі.
Негізгі мақсат
Ол тамақ өнеркәсібінде қоюландырғыш, фармацевтика өнеркәсібінде дәрі тасымалдаушы және күнделікті химия өнеркәсібінде байланыстырушы және қайта тұнбаға қарсы агент ретінде қолданылады. Баспа және бояу өнеркәсібінде ол өлшемдік агенттер мен баспа пасталары үшін қорғаныс коллоиды ретінде қолданылады. Мұнай-химия өнеркәсібінде оны мұнайды қалпына келтіру сыну сұйықтығының құрамдас бөлігі ретінде пайдалануға болады. [2]
Сәйкессіздік
Натрий карбоксиметилцеллюлозасы күшті қышқыл ерітінділерімен, еритін темір тұздарымен және алюминий, сынап және мырыш сияқты басқа да металдармен үйлеспейді. рН 2-ден аз болғанда және 95% этанолмен араласқанда тұнба пайда болады.
Натрий карбоксиметилцеллюлозасы желатинмен және пектинмен коагломераттар түзе алады, сондай-ақ коллагенмен кешендер түзе алады, бұл кейбір оң зарядталған ақуыздарды тұндыруы мүмкін.
қолөнер
CMC әдетте табиғи целлюлозаны күйдіргіш сілті және монохлорсірке қышқылымен әрекеттесу арқылы дайындалған анионды полимер қосылысы болып табылады, молекулалық салмағы 6400 (±1000). Негізгі қосалқы өнімдер - натрий хлориді және натрий гликоляты. CMC табиғи целлюлоза модификациясына жатады. Біріккен Ұлттар Ұйымының Азық-түлік және ауыл шаруашылығы ұйымы (ФАО) және Дүниежүзілік денсаулық сақтау ұйымы (ДДСҰ) оны ресми түрде «модификацияланған целлюлоза» деп атады.
CMC сапасын өлшеудің негізгі көрсеткіштері - алмастыру дәрежесі (DS) және тазалық. Әдетте, DS басқаша болған жағдайда CMC қасиеттері әртүрлі болады; алмастыру дәрежесі неғұрлым жоғары болса, ерігіштігі соғұрлым күшті болады және ерітіндінің мөлдірлігі мен тұрақтылығы соғұрлым жақсы болады. Есептерге сәйкес, CMC мөлдірлігі алмастыру дәрежесі 0,7-1,2 болғанда жақсырақ болады, ал оның сулы ерітіндісінің тұтқырлығы рН мәні 6-9 болғанда ең үлкен болады. Оның сапасын қамтамасыз ету үшін, эфирлеу агентін таңдаудан басқа, алмастыру дәрежесі мен тазалығына әсер ететін кейбір факторларды да ескеру қажет, мысалы, сілті мен эфирлеу агентінің мөлшері, эфирлеу уақыты, жүйедегі су мөлшері, температура, рН мәні, ерітінді концентрациясы мен тұзы және т.б.
кво статусы
Шикізаттың (мақта талшықтарынан жасалған тазартылған мақта) тапшылығын шешу үшін соңғы жылдары менің елімдегі кейбір ғылыми-зерттеу бөлімшелері күріш сабанын, ұнтақталған мақтаны (мақта қалдықтарын) және бұршақ ірімшігінің қалдықтарын кешенді пайдалану арқылы CMC өндірісін сәтті жүзеге асыру үшін кәсіпорындармен ынтымақтастықта болды. Өндіріс құны айтарлықтай төмендеді, бұл CMC өнеркәсіптік өндірісі үшін жаңа шикізат көзін ашады және ресурстарды кешенді пайдалануды жүзеге асырады. Бір жағынан, өндіріс құны төмендейді, ал екінші жағынан, CMC жоғары дәлдікке қарай дамып келеді. CMC зерттеулері мен әзірлемелері негізінен қолданыстағы өндіріс технологиясын түрлендіруге және өндіріс процесін инновациялауға, сондай-ақ шетелде сәтті әзірленген және кеңінен қолданылып келе жатқан «еріткіш-суспензия әдісі» [3] процесі сияқты бірегей қасиеттері бар жаңа CMC өнімдеріне бағытталған. Жоғары тұрақтылыққа ие модификацияланған CMC-тің жаңа түрі шығарылады. Алмастыру дәрежесінің жоғары болуына және алмастырғыштардың біркелкі таралуына байланысты оны жоғары технологиялық талаптарды қанағаттандыру үшін өнеркәсіптік өндіріс салаларының кең ауқымында және күрделі пайдалану орталарында пайдалануға болады. Халықаралық деңгейде модификацияланған CMC-нің бұл жаңа түрі «полианионды целлюлоза (PAC, полианионды целлюлоза)» деп те аталады.
қауіпсіздік
Жоғары қауіпсіздік, ADI ережелерді қажет етпейді және ұлттық стандарттар тұжырымдалған [4].
қолданба
Бұл өнім байланыстыру, қоюландыру, нығайту, эмульсиялау, суды ұстап тұру және суспензиялау функцияларына ие.
Тамақ өнеркәсібінде CMC қолдану
ФАО және ДДСҰ тағамда таза CMC қолдануды мақұлдады. Ол өте қатаң биологиялық және токсикологиялық зерттеулер мен сынақтардан кейін мақұлданды. Халықаралық стандарт бойынша қауіпсіз тұтыну мөлшері (ADI) 25 мг/(кг·т) құрайды, бұл бір адамға шамамен 1,5 г/т құрайды. Кейбір адамдарда тұтыну мөлшері 10 кг-ға жеткенде ешқандай улы реакция болмағаны туралы хабарланған. CMC тағамдық қолдануда жақсы эмульсия тұрақтандырғышы және қоюландырғыш болып қана қоймай, сонымен қатар мұздату және балқыту тұрақтылығына ие және өнімнің дәмін жақсартып, сақтау мерзімін ұзарта алады. Соя сүтінде, балмұздақта, балмұздақта, желеде, сусындар мен банкаларда қолданылатын мөлшері шамамен 1%-дан 1,5%-ға дейін. CMC сонымен қатар сірке суымен, соя тұздығымен, өсімдік майымен, жеміс шырынымен, тұздықпен, көкөніс шырынымен және т.б. тұрақты эмульсияланған дисперсия түзе алады, ал дозасы 0,2%-дан 0,5%-ға дейін. Әсіресе, ол жануарлар мен өсімдік майлары, ақуыздар және сулы ерітінділер үшін тамаша эмульсиялау өнімділігіне ие, бұл тұрақты өнімділігі бар біртекті эмульсия түзуге мүмкіндік береді. Қауіпсіздігі мен сенімділігіне байланысты оның мөлшері ADI ұлттық тамақ гигиенасы стандартымен шектелмейді. CMC тамақ саласында үздіксіз дамып келеді, сондай-ақ шарап өндірісінде натрий карбоксиметилцеллюлозасын қолдану бойынша зерттеулер жүргізілді.
Медицинада CMC қолдану
Фармацевтика өнеркәсібінде оны инъекцияларға арналған эмульсиялық тұрақтандырғыш, байланыстырушы және таблеткаларға арналған қабық түзуші агент ретінде пайдалануға болады. Кейбір адамдар CMC-нің қауіпсіз және сенімді қатерлі ісікке қарсы дәрі тасымалдаушысы екенін негізгі және жануарларға жүргізілген тәжірибелер арқылы дәлелдеді. CMC-ді мембраналық материал ретінде пайдалана отырып, дәстүрлі қытай медицинасы Яньинь Шенгжи ұнтағының модификацияланған дозалық түрі, Яньинь Шенгжи мембранасы, дермабразия операциялық жаралары мен жарақаттық жаралар үшін қолданылуы мүмкін. Жануарлар моделін зерттеу пленканың жара инфекциясының алдын алатынын және дәке таңғыштарынан айтарлықтай айырмашылығы жоқ екенін көрсетті. Жара тінінің сұйықтығын шығаруды бақылау және жараның тез жазылуы тұрғысынан бұл пленка дәке таңғыштарына қарағанда айтарлықтай жақсы және операциядан кейінгі ісінуді және жараның тітіркенуін азайтуға әсер етеді. 3:6:1 қатынасында поливинил спиртінен: натрий карбоксиметилцеллюлозасынан: поликарбоксиэтиленнен жасалған пленка препараты ең жақсы рецепт болып табылады, ал адгезия мен босату жылдамдығы артады. Препараттың адгезиясы, препараттың ауыз қуысында болу уақыты және препараттағы препараттың тиімділігі айтарлықтай жақсарды. Бупивакаин - күшті жергілікті анестетик, бірақ кейде уланған кезде жүрек-қан тамырлары жүйесіне ауыр жанама әсерлер тудыруы мүмкін. Сондықтан, бупивакаин клиникалық тұрғыдан кеңінен қолданылғанымен, оның уытты реакцияларының алдын алу және емдеу бойынша зерттеулерге әрқашан көбірек көңіл бөлініп келеді. Фармакологиялық зерттеулер CIVIC бупивакаин ерітіндісімен жасалған ұзақ әсер ететін зат ретінде препараттың жанама әсерлерін айтарлықтай азайта алатынын көрсетті. PRK хирургиясында төмен концентрациялы тетракаин мен стероидты емес қабынуға қарсы препараттарды CMC-мен бірге қолдану операциядан кейінгі ауырсынуды айтарлықтай жеңілдетеді. Операциядан кейінгі перитонеальды жабысулардың алдын алу және ішек өтімсіздігін азайту клиникалық хирургиядағы ең маңызды мәселелердің бірі болып табылады. Зерттеулер CMC операциядан кейінгі перитонеальды жабысу дәрежесін төмендетуде натрий гиалуронатына қарағанда айтарлықтай жақсы екенін және перитонеальды жабысулардың пайда болуының алдын алудың тиімді әдісі ретінде қолданыла алатынын көрсетті. CMC бауыр обырын емдеу үшін қатерлі ісікке қарсы препараттардың катетерлік бауыр артериясына инфузиясында қолданылады, бұл ісіктерде қатерлі ісікке қарсы препараттардың сақталу уақытын айтарлықтай ұзартады, ісікке қарсы күшті күшейтеді және терапиялық әсерді жақсартады. Мал медицинасында да CMC кеңінен қолданылады. Қойларға 1% CMC ерітіндісін құрсақ қуысына енгізу малдың көбею жолдарына жасалған операциядан кейін дистоция мен іш қуысының жабыспаларының алдын алуға айтарлықтай әсер ететіні туралы хабарланған [5].
Басқа өнеркәсіптік қолданбалардағы CMC
Жуғыш заттарда CMC ластануға қарсы агент ретінде пайдаланылуы мүмкін, әсіресе гидрофобты синтетикалық талшықты маталар үшін, бұл карбоксиметил талшығына қарағанда айтарлықтай жақсы.
CMC мұнай ұңғымаларын қорғау үшін мұнай бұрғылау кезінде балшықты тұрақтандырғыш және суды ұстап тұратын агент ретінде пайдаланылуы мүмкін. Әрбір мұнай ұңғымасының мөлшері таяз ұңғымалар үшін 2,3 т және терең ұңғымалар үшін 5,6 т құрайды;
Тоқыма өнеркәсібінде ол өлшемдеуші агент, пастаны басып шығару және бояу үшін қоюландырғыш, тоқыма басып шығару және қатайту әрлеуі ретінде қолданылады. Өлшеуші агент ретінде қолданылған кезде, ол ерігіштігі мен тұтқырлығын жақсарта алады және өлшемін өзгерту оңай; қатайтушы агент ретінде оның мөлшері 95%-дан асады; өлшемдеуші агент ретінде қолданылған кезде өлшем пленкасының беріктігі мен икемділігі айтарлықтай жақсарады; қалпына келтірілген жібек фиброині бар. Карбоксиметилцеллюлозадан тұратын композиттік мембрана глюкоза оксидазасын иммобилизациялау матрицасы ретінде қолданылады, ал глюкоза оксидазасы мен ферроцен карбоксилаты иммобилизацияланады, ал жасалған глюкоза биосенсоры жоғары сезімталдық пен тұрақтылыққа ие. Зерттеулер көрсеткендей, кремний гель гомогенаты шамамен 1% (w/v) концентрациясы бар CMC ерітіндісімен дайындалған кезде, дайындалған жұқа қабатты пластинаның хроматографиялық өнімділігі ең жақсы болады. Сонымен қатар, оңтайландырылған жағдайларда қапталған жұқа қабатты пластина тиісті қабат беріктігіне ие, әртүрлі сынама алу әдістеріне жарамды, пайдалану оңай. CMC көптеген талшықтарға адгезияға ие және талшықтар арасындағы байланысты жақсарта алады. Тұтқырлығының тұрақтылығы өлшемдердің біркелкілігін қамтамасыз ете алады, осылайша тоқу тиімділігін арттырады. Оны тоқыма бұйымдарын өңдеуге арналған агент ретінде де, әсіресе маталарға берік өзгерістер әкелетін әжімге қарсы тұрақты өңдеу үшін де пайдалануға болады.
CMC шөгінділерге қарсы агент, эмульгатор, диспергатор, тегістеуші агент және жабындарға арналған желім ретінде пайдаланылуы мүмкін. Ол жабынның қатты құрамын еріткіште біркелкі таратады, осылайша жабын ұзақ уақыт бойы қабыршақтанбайды. Ол сондай-ақ бояуларда кеңінен қолданылады.
CMC флокулянт ретінде қолданылған кезде, ол кальций иондарын кетіруде натрий глюконатына қарағанда тиімдірек. Катион алмасу ретінде қолданылған кезде оның алмасу сыйымдылығы 1,6 мл/г жетуі мүмкін.
CMC қағаз өнеркәсібінде қағаз өлшемін анықтайтын агент ретінде қолданылады, бұл қағаздың құрғақ және ылғалды беріктігін, сондай-ақ майға төзімділігін, сияны сіңіруін және суға төзімділігін айтарлықтай жақсарта алады.
CMC косметикада гидрозол ретінде және тіс пастасында қоюландырғыш ретінде қолданылады, оның мөлшері шамамен 5% құрайды.
CMC флокулянт, хелаттау агенті, эмульгатор, қоюландырғыш, су ұстағыш агент, өлшемдеу агенті, пленка түзетін материал және т.б. ретінде пайдаланылуы мүмкін, сонымен қатар электроника, пестицидтер, былғары, пластмасса, баспа, керамика, тіс пастасы, күнделікті химиялық заттар және басқа да салаларда кеңінен қолданылады, және оның тамаша өнімділігі мен кең қолданылуының арқасында ол үнемі жаңа қолдану салаларын ашып келеді және нарықтағы перспектива өте кең.
Сақтық шаралары
(1) Бұл өнімнің күшті қышқылмен, күшті сілтімен және ауыр металл иондарымен (мысалы, алюминий, мырыш, сынап, күміс, темір және т.б.) үйлесімділігі қарсы көрсетілімді.
(2) Бұл өнімнің рұқсат етілген тұтыну мөлшері тәулігіне 0-25 мг/кг құрайды.
Нұсқаулар
Кейінірек пайдалану үшін паста тәрізді желім жасау үшін CMC-ді тікелей сумен араластырыңыз. CMC желімін конфигурациялаған кезде, алдымен араластырғыш құрылғымен араластырғыш ыдысқа белгілі бір мөлшерде таза су қосыңыз, ал араластырғыш құрылғы қосылған кезде, CMC-ді араластырғыш ыдысқа баяу және біркелкі шашып, үздіксіз араластырыңыз, сонда CMC сумен толығымен араласып, CMC толығымен еруі мүмкін. CMC еріген кезде, оны біркелкі шашып, үздіксіз араластыру керек, себебі «агломерация, шоғырлану проблемаларын болдырмау және CMC сумен кездескенде еріген CMC мөлшерін азайту» және CMC еру жылдамдығын арттыру. Араластыру уақыты CMC-тің толық еру уақытымен бірдей емес. Бұл екі ұғым. Жалпы алғанда, араластыру уақыты CMC-тің толық еру уақытынан әлдеқайда қысқа. Екеуіне қажетті уақыт нақты жағдайға байланысты.
Араластыру уақытын анықтаудың негізі: қашанCMCсуда біркелкі таралған және айқын үлкен кесектер жоқ, араластыруды тоқтатуға болады, бұл CMC мен судың бір-біріне еніп, тік күйде бірігуіне мүмкіндік береді.
CMC толық еруі үшін қажетті уақытты анықтау негізі келесідей:
(1) CMC және су толығымен байланысқан және екеуінің арасында қатты-сұйықтық бөлінуі жоқ;
(2) Аралас паста біркелкі күйде, ал беті тегіс және тегіс;
(3) Аралас пастаның түсі түссіз және мөлдірге жақын, ал пастада түйіршікті заттар жоқ. CMC араластыру ыдысына салынып, сумен араластырылған кезден бастап CMC толығымен ерігенге дейін қажетті уақыт 10-нан 20 сағатқа дейін.
Жарияланған уақыты: 2024 жылғы 26 сәуір