Natrio karboksimetilceliuliozė (taip pat žinoma kaip: natrio karboksimetilceliuliozė, karboksimetilceliuliozė,CMC, Karboksimetilceliuliozė, natrio celiuliozė, karboksimetilceliuliozės natrio druska) yra plačiausiai naudojama ir didžiausiu kiekiu pasaulyje naudojama celiuliozės rūšis.
CMC-Na (trumpai tariant) yra celiuliozės darinys, kurio gliukozės polimerizacijos laipsnis yra 100–2000, o santykinė molekulinė masė – 242,16. Balti pluoštiniai arba granuliuoti milteliai. Bekvapiai, beskoniai, higroskopiniai, netirpsta organiniuose tirpikliuose.
Pagrindinės savybės
1. Natrio karboksimetilceliuliozės (CMC) molekulinė struktūra
Pirmą kartą jį pagamino Vokietija 1918 m., o 1921 m. jis buvo patentuotas ir pasirodė pasaulyje. Nuo to laiko Europoje pradėta komercinė gamyba. Tuo metu tai buvo tik neapdorotas produktas, naudojamas kaip koloidas ir rišiklis. Nuo 1936 iki 1941 m. natrio karboksimetilceliuliozės pramoninio pritaikymo tyrimai buvo gana aktyvūs ir buvo išrasta keletas įkvepiančių patentų. Antrojo pasaulinio karo metu Vokietija natrio karboksimetilceliuliozę naudojo sintetiniuose plovikliuose. „Hercules“ pirmą kartą Jungtinėse Valstijose natrio karboksimetilceliuliozę pagamino 1943 m., o 1946 m. – rafinuotą natrio karboksimetilceliuliozę, kuri buvo pripažinta saugiu maisto priedu. Mano šalis ją pradėjo naudoti aštuntajame dešimtmetyje, o plačiai ji buvo naudojama dešimtajame dešimtmetyje. Šiandien tai yra plačiausiai naudojama ir didžiausio kiekio celiuliozės rūšis pasaulyje.
Struktūrinė formulė: C6H7O2 (OH) 2OCH2COONa Molekulinė formulė: C8H11O7Na
Šis produktas yra celiuliozės karboksimetileterio, anijoninio pluošto, natrio druska.
2. Natrio karboksimetilceliuliozės (CMC) išvaizda
Šis produktas yra celiuliozės karboksimetileterio natrio druska, anijoninis celiuliozės eteris, balti arba pieniškai balti pluoštiniai milteliai arba granulės, tankis 0,5–0,7 g/cm3, beveik bekvapis, beskonis, higroskopinis. Jis lengvai disperguojamas vandenyje, sudarydamas skaidrų koloidinį tirpalą, ir netirpsta organiniuose tirpikliuose, tokiuose kaip etanolis [1]. 1 % vandeninio tirpalo pH yra 6,5–8,5, kai pH > 10 arba < 5, gleivių klampumas žymiai sumažėja, o veikimas yra geriausias, kai pH = 7. Atsparus karščiui, klampumas greitai didėja žemiau 20 °C ir lėtai kinta esant 45 °C temperatūrai. Ilgalaikis kaitinimas virš 80 °C gali denatūruoti koloidą ir žymiai sumažinti klampumą bei veikimą. Jis lengvai tirpsta vandenyje, tirpalas yra skaidrus; jis labai stabilus šarminiame tirpale, tačiau lengvai hidrolizuojamas susidūrus su rūgštimi, ir nusėda, kai pH vertė yra 2–3, taip pat reaguoja su polivalentinių metalų druskomis.
Pagrindinis tikslas
Maisto pramonėje jis naudojamas kaip tirštiklis, farmacijos pramonėje – kaip vaistų nešiklis, o chemijos pramonėje – kaip rišiklis ir nuo pakartotinio nusėdimo apsauganti medžiaga. Spausdinimo ir dažymo pramonėje jis naudojamas kaip apsauginis koloidas klijams ir spausdinimo pastoms. Naftos chemijos pramonėje jis gali būti naudojamas kaip naftos gavybos hidraulinio ardymo skysčio komponentas. [2]
Nesuderinamumas
Natrio karboksimetilceliuliozė nesuderinama su stipriais rūgščių tirpalais, tirpiomis geležies druskomis ir kai kuriais kitais metalais, tokiais kaip aliuminis, gyvsidabris ir cinkas. Kai pH yra mažesnis nei 2 ir sumaišius su 95 % etanoliu, susidaro nuosėdos.
Natrio karboksimetilceliuliozė gali sudaryti koaglomeratus su želatina ir pektinu, taip pat gali sudaryti kompleksus su kolagenu, kurie gali nusodinti tam tikrus teigiamai įkrautus baltymus.
amatas
CMC paprastai yra anijoninis polimerinis junginys, gaunamas natūraliai celiuliozei reaguojant su šarmu ir monochloracto rūgštimi, kurio molekulinė masė yra 6400 (±1 000). Pagrindiniai šalutiniai produktai yra natrio chloridas ir natrio glikolatas. CMC priklauso natūralios celiuliozės modifikacijoms. Jungtinių Tautų Maisto ir žemės ūkio organizacija (FAO) ir Pasaulio sveikatos organizacija (PSO) oficialiai ją pavadino „modifikuota celiulioze“.
Pagrindiniai CMC kokybės matavimo rodikliai yra pakeitimo laipsnis (DS) ir grynumas. Paprastai CMC savybės skiriasi, jei DS yra skirtingas; kuo didesnis pakeitimo laipsnis, tuo didesnis tirpumas ir geresnis tirpalo skaidrumas bei stabilumas. Remiantis ataskaitomis, CMC skaidrumas yra geresnis, kai pakeitimo laipsnis yra 0,7–1,2, o jo vandeninio tirpalo klampumas yra didžiausias, kai pH vertė yra 6–9. Siekiant užtikrinti jo kokybę, be eterinimo agento pasirinkimo, reikia atsižvelgti ir į kai kuriuos veiksnius, turinčius įtakos pakeitimo laipsniui ir grynumui, pvz., šarmo ir eterinimo agento kiekio santykį, eterinimo laiką, vandens kiekį sistemoje, temperatūrą, pH vertę, tirpalo koncentraciją ir druskingumą ir kt.
status quo
Pastaraisiais metais, siekdami išspręsti žaliavų (rafinuotos medvilnės, pagamintos iš medvilnės pūkelių) trūkumo problemą, kai kurie mano šalies mokslinių tyrimų padaliniai bendradarbiauja su įmonėmis, kad sėkmingai panaudotų ryžių šiaudus, maltą medvilnę (medvilnės atliekas) ir varškės atplaišas, kad galėtų gaminti CMC. Gamybos sąnaudos labai sumažėja, o tai atveria naują žaliavų šaltinį CMC pramoninei gamybai ir leidžia visapusiškai panaudoti išteklius. Viena vertus, sumažėja gamybos sąnaudos, kita vertus, CMC vystosi siekiant didesnio tikslumo. CMC tyrimai ir plėtra daugiausia dėmesio skiria esamų gamybos technologijų transformavimui ir gamybos proceso inovacijoms, taip pat naujų CMC produktų, pasižyminčių unikaliomis savybėmis, kūrimui, pavyzdžiui, užsienyje sėkmingai sukurtas ir plačiai naudojamas „tirpiklio-suspensijos metodas“ [3]. Gaminamas naujo tipo modifikuotas CMC, pasižymintis dideliu stabilumu. Dėl didesnio pakeitimo laipsnio ir tolygesnio pakaitų pasiskirstymo jis gali būti naudojamas platesniame pramoninės gamybos sričių diapazone ir sudėtingoje naudojimo aplinkoje, siekiant patenkinti aukštesnius proceso reikalavimus. Tarptautiniu mastu šis naujo tipo modifikuota CMC dar vadinama „polianionine celiulioze (PAC, polianioninė celiuliozė)“.
saugumas
Dėl didelio saugumo ADI nereikia reglamentų, o nacionaliniai standartai yra suformuluoti [4].
paraiška
Šis produktas atlieka rišimo, tirštinimo, stiprinimo, emulgavimo, vandens sulaikymo ir suspensijos funkcijas.
CMC naudojimas maiste
FAO ir PSO patvirtino gryno CMC naudojimą maiste. Tai buvo patvirtinta atlikus labai griežtus biologinius ir toksikologinius tyrimus bei bandymus. Saugi paros norma pagal tarptautinį standartą yra 25 mg/(kg·d), tai yra apie 1,5 g/d vienam asmeniui. Pranešama, kad kai kuriems žmonėms, suvartojus 10 kg, jokios toksinės reakcijos nepasireiškė. CMC yra ne tik geras emulsinimo stabilizatorius ir tirštiklis maisto produktuose, bet ir pasižymi puikiu stabilumu užšalimo ir lydymosi metu, gali pagerinti produkto skonį ir pailginti laikymo laiką. Sojų piene, leduose, želė, gėrimuose ir skardinėse naudojamas kiekis yra apie 1–1,5 %. CMC taip pat gali sudaryti stabilią emulsinę dispersiją su actu, sojų padažu, augaliniu aliejumi, vaisių sultimis, padažu, daržovių sultimis ir kt., o dozė yra 0,2–0,5 %. Ypač jis pasižymi puikiomis emulsinimo savybėmis su gyvūniniais ir augaliniais aliejais, baltymais ir vandeniniais tirpalais, todėl sudaro homogeninę emulsiją su stabiliomis savybėmis. Dėl savo saugumo ir patikimumo jo dozės neriboja nacionalinis maisto higienos standartas ADI. CMC buvo nuolat tobulinamas maisto srityje, taip pat atlikti natrio karboksimetilceliuliozės taikymo vyno gamyboje tyrimai.
CMC naudojimas medicinoje
Farmacijos pramonėje jis gali būti naudojamas kaip emulsijų stabilizatorius injekcijoms, rišiklis ir plėvelę formuojanti medžiaga tabletėms. Kai kurie žmonės, atlikę pagrindinius ir gyvūnų eksperimentus, įrodė, kad CMC yra saugus ir patikimas priešvėžinių vaistų nešiklis. Naudojant CMC kaip membranos medžiagą, modifikuota tradicinės kinų medicinos Yangyin Shengji miltelių, Yangyin Shengji membranos, dozavimo forma gali būti naudojama dermabrazijos operacijų žaizdoms ir trauminėms žaizdoms gydyti. Gyvūnų modelių tyrimai parodė, kad plėvelė apsaugo nuo žaizdų infekcijos ir neturi reikšmingo skirtumo nuo marlės tvarsčių. Kalbant apie žaizdų audinių skysčio išsiskyrimo kontrolę ir greitą žaizdų gijimą, ši plėvelė yra žymiai geresnė nei marlės tvarsčiai ir mažina pooperacinę edemą bei žaizdų dirginimą. Plėvelės preparatas, pagamintas iš polivinilo alkoholio, natrio karboksimetilceliuliozės ir polikarboksietileno santykiu 3:6:1, yra geriausias receptas, o sukibimo ir atpalaidavimo greitis padidėja. Preparato sukibimas, preparato buvimo laikas burnos ertmėje ir vaisto veiksmingumas preparate žymiai pagerėja. Bupivakainas yra stiprus vietinis anestetikas, tačiau apsinuodijus jis kartais gali sukelti rimtų širdies ir kraujagyslių sistemos šalutinių poveikių. Todėl, nors bupivakainas plačiai naudojamas klinikinėje praktikoje, tyrimai, skirti jo toksinių reakcijų prevencijai ir gydymui, visada buvo kreipiami į daugiau dėmesio. Farmakologiniai tyrimai parodė, kad CIVIC, kaip pailginto atpalaidavimo medžiaga, suformuota su bupivakaino tirpalu, gali žymiai sumažinti vaisto šalutinį poveikį. PRK chirurgijoje mažos koncentracijos tetrakaino ir nesteroidinių vaistų nuo uždegimo vartojimas kartu su CMC gali žymiai sumažinti pooperacinį skausmą. Pooperacinių pilvaplėvės sąaugų prevencija ir žarnyno nepraeinamumo mažinimas yra vieni iš labiausiai susirūpinimą keliančių klausimų klinikinėje chirurgijoje. Tyrimai parodė, kad CMC yra žymiai geresnis nei natrio hialuronatas mažinant pooperacinių pilvaplėvės sąaugų laipsnį ir gali būti naudojamas kaip veiksmingas metodas pilvaplėvės sąaugų atsiradimui išvengti. CMC naudojamas kateterinėje kepenų arterijų infuzijoje priešvėžiniams vaistams kepenų vėžiui gydyti, o tai gali žymiai pailginti priešvėžinių vaistų buvimo laiką navikuose, sustiprinti priešnavikinį poveikį ir pagerinti terapinį poveikį. Gyvūnų medicinoje CMC taip pat plačiai naudojamas. Pranešta [5], kad 1 % CMC tirpalo intraperitoninė instiliacija avims turi reikšmingą poveikį distocijos ir pilvo sąaugų prevencijai po gyvulių reprodukcinės sistemos operacijų.
CMC kitose pramonės srityse
Plovikliuose CMC gali būti naudojamas kaip priemonė nuo nešvarumų nusėdimo, ypač hidrofobiniams sintetinio pluošto audiniams, kuri yra žymiai geresnė nei karboksimetilo pluoštas.
CMC gali būti naudojamas naftos gręžiniams apsaugoti kaip purvo stabilizatorius ir vandens sulaikymo priemonė naftos gręžimo metu. Kiekvienam naftos gręžiniui dozė yra 2,3 t sekliems gręžiniams ir 5,6 t giliems gręžiniams;
Tekstilės pramonėje jis naudojamas kaip klijavimo medžiaga, tirštiklis spausdinimo ir dažymo pastai, tekstilės spausdinimui ir standinimo apdailai. Naudojant kaip klijavimo medžiagą, jis gali pagerinti tirpumą ir klampumą, lengvai pašalina klijus; kaip standinimo medžiagos, jo dozė yra didesnė nei 95%; naudojant kaip klijavimo medžiagą, žymiai pagerėja klijavimo plėvelės stiprumas ir lankstumas; su regeneruotu šilko fibroinu kompozicinė membrana, sudaryta iš karboksimetilceliuliozės, naudojama kaip matrica gliukozės oksidazei imobilizuoti, o gliukozės oksidazė ir feroceno karboksilatas imobilizuojami, o pagamintas gliukozės biosensorius pasižymi didesniu jautrumu ir stabilumu. Tyrimai parodė, kad kai silikagelio homogenatas paruošiamas su maždaug 1% (m/t) koncentracijos CMC tirpalu, paruoštos plonasluoksnės plokštelės chromatografinis veikimas yra geriausias. Tuo pačiu metu optimizuotomis sąlygomis padengta plonasluoksnė plokštelė pasižymi tinkamu sluoksnio stiprumu, tinka įvairiems mėginių ėmimo metodams, lengvai valdoma. CMC pasižymi sukibimu su dauguma pluoštų ir gali pagerinti pluoštų sukibimą. Dėl savo klampumo stabilumo galima užtikrinti vienodą klijavimą, taip pagerinant audimo efektyvumą. Jis taip pat gali būti naudojamas kaip tekstilės apdailos medžiaga, ypač ilgalaikei apdailai prieš raukšles, kuri suteikia audiniams ilgalaikių pokyčių.
CMC gali būti naudojamas kaip nuosėdų susidarymą slopinanti medžiaga, emulsiklis, dispergentas, išlyginamoji medžiaga ir klijai dangoms. Jis gali tolygiai paskirstyti dangos kietąją dalį tirpiklyje, kad danga ilgą laiką nesiluptų. Jis taip pat plačiai naudojamas dažuose.
Kai CMC naudojamas kaip flokuliantas, jis veiksmingiau nei natrio gliukonatas pašalina kalcio jonus. Kai naudojamas kaip katijonų mainų medžiaga, jo mainų talpa gali siekti 1,6 ml/g.
CMC popieriaus pramonėje naudojamas kaip popieriaus klijavimo agentas, kuris gali žymiai pagerinti popieriaus sausąjį ir drėgnąjį stiprumą, taip pat atsparumą aliejui, rašalo absorbciją ir atsparumą vandeniui.
CMC naudojamas kaip hidrolatas kosmetikoje ir kaip tirštiklis dantų pastoje, o jo dozė yra apie 5%.
CMC gali būti naudojamas kaip flokuliantas, chelatinis agentas, emulsiklis, tirštiklis, vandenį sulaikanti medžiaga, klijavimo medžiaga, plėvelę formuojanti medžiaga ir kt., taip pat plačiai naudojamas elektronikoje, pesticiduose, odoje, plastikuose, spausdinime, keramikoje, dantų pastoje, kasdienėse chemijos srityse ir kitose srityse, o dėl puikių savybių ir plataus naudojimo spektro jis nuolat atveria naujas taikymo sritis, o rinkos perspektyvos yra itin plačios.
Atsargumo priemonės
(1) Šio produkto suderinamumas su stipriomis rūgštimis, stipriais šarmais ir sunkiųjų metalų jonais (pvz., aliuminiu, cinku, gyvsidabriu, sidabru, geležimi ir kt.) yra kontraindikuotinas.
(2) Leistinas šio produkto suvartojimas yra 0–25 mg/kg per parą.
Instrukcijos
CMC sumaišykite tiesiogiai su vandeniu, kad gautumėte pastos pavidalo klijus vėlesniam naudojimui. Konfigūruojant CMC klijus, pirmiausia į maišymo baką įpilkite tam tikrą kiekį švaraus vandens, naudodami maišymo įrenginį, ir, įjungę maišymo įrenginį, lėtai ir tolygiai pabarstykite CMC į maišymo baką, nuolat maišydami, kad CMC, visiškai integruota su vandeniu, galėtų visiškai ištirpti. Tirpinant CMC, priežastis, kodėl ją reikia tolygiai pabarstyti ir nuolat maišyti, yra „išvengti aglomeracijos problemų ir sumažinti ištirpusio CMC kiekį, kai CMC susitinka su vandeniu“, ir padidinti CMC tirpimo greitį. Maišymo laikas nėra tas pats, kas laikas, per kurį CMC visiškai ištirpsta. Tai dvi sąvokos. Apskritai maišymo laikas yra daug trumpesnis nei laikas, per kurį CMC visiškai ištirpsta. Abiejų šių dviejų dalykų laikas priklauso nuo konkrečios situacijos.
Maišymo laiko nustatymo pagrindas yra: kadaCMCyra tolygiai pasiskirstęs vandenyje ir nėra akivaizdžių didelių gabalėlių, maišymą galima nutraukti, kad CMC ir vanduo galėtų įsigerti ir susilieti vienas su kitu stovinčioje būsenoje.
CMC visiško ištirpimo laikas nustatomas taip:
(1) CMC ir vanduo yra visiškai sujungti, ir tarp jų nėra kietos ir skystos fazės atsiskyrimo;
(2) Mišri pasta yra vienodos konsistencijos, o paviršius lygus ir lygus;
(3) Sumaišytos pastos spalva yra beveik bespalvė ir skaidri, joje nėra granuliuotų objektų. Nuo CMC įpylimo į maišymo baką ir sumaišymo su vandeniu iki visiško CMC ištirpimo reikia 10–20 valandų.
Įrašo laikas: 2024 m. balandžio 26 d.