Natrium karboksimetil selulosa (juga dikenali sebagai: natrium karboksimetil selulosa, karboksimetil selulosa,CMC, Karboksimetil, Selulosa Natrium, garam natrium Kaboksi Metil Selulosa) ialah jenis selulosa yang paling banyak digunakan dan jumlah terbesar yang digunakan di dunia pada masa kini.
CMC-Na secara ringkasnya, ialah derivatif selulosa dengan darjah pempolimeran glukosa 100-2000, dan jisim molekul relatif 242.16. Serbuk berserat atau berbutir putih. Tidak berbau, tidak berasa, tidak berasa, higroskopik, tidak larut dalam pelarut organik.
Sifat asas
1. Struktur molekul natrium karboksimetilselulosa (CMC)
Ia pertama kali dihasilkan oleh Jerman pada tahun 1918, dan ia telah dipatenkan pada tahun 1921 dan muncul di dunia. Pengeluaran komersial sejak itu telah dicapai di Eropah. Pada masa itu, ia hanyalah produk mentah, yang digunakan sebagai koloid dan pengikat. Dari tahun 1936 hingga 1941, kajian aplikasi perindustrian natrium karboksimetil selulosa agak aktif, dan beberapa paten yang memberi inspirasi telah dicipta. Semasa Perang Dunia II, Jerman menggunakan natrium karboksimetilselulosa dalam detergen sintetik. Hercules membuat natrium karboksimetilselulosa buat kali pertama di Amerika Syarikat pada tahun 1943, dan menghasilkan natrium karboksimetilselulosa yang ditapis pada tahun 1946, yang diiktiraf sebagai bahan tambahan makanan yang selamat. Negara saya mula menerima pakainya pada tahun 1970-an, dan ia digunakan secara meluas pada tahun 1990-an. Ia adalah selulosa yang paling banyak digunakan dan jumlah terbesar di dunia hari ini.
Formula struktur: C6H7O2 (OH)2OCH2COONa Formula molekul: C8H11O7Na
Produk ini ialah garam natrium selulosa karboksimetil eter, sejenis gentian anionik
2. Rupa natrium karboksimetil selulosa (CMC)
Produk ini ialah garam natrium selulosa karboksimetil eter, sejenis eter selulosa anionik, serbuk atau granul berserat putih atau putih susu, ketumpatan 0.5-0.7 g/cm3, hampir tidak berbau, tidak berasa, higroskopik. Ia mudah tersebar di dalam air untuk membentuk larutan koloid lutsinar, dan tidak larut dalam pelarut organik seperti etanol [1]. pH larutan akueus 1% ialah 6.5-8.5, apabila pH >10 atau <5, kelikatan lendir berkurangan dengan ketara, dan prestasinya adalah terbaik apabila pH = 7. Stabil terhadap haba, kelikatan meningkat dengan cepat di bawah 20°C, dan berubah secara perlahan pada suhu 45°C. Pemanasan jangka panjang di atas 80°C boleh mengubah sifat koloid dan mengurangkan kelikatan dan prestasi dengan ketara. Ia mudah larut dalam air, dan larutannya lutsinar; Ia sangat stabil dalam larutan alkali, tetapi ia mudah terhidrolisis apabila bertemu asid, dan ia akan termendak apabila nilai pH ialah 2-3, dan ia juga akan bertindak balas dengan garam logam polivalen.
Tujuan utama
Ia digunakan sebagai pemekat dalam industri makanan, sebagai pembawa ubat dalam industri farmaseutikal, dan sebagai pengikat dan agen anti-pemendapan semula dalam industri kimia harian. Dalam industri percetakan dan pencelupan, ia digunakan sebagai koloid pelindung untuk agen pensaiz dan pes percetakan. Dalam industri petrokimia, ia boleh digunakan sebagai komponen cecair pemecahan pemulihan minyak. [2]
Ketidakserasian
Natrium karboksimetilselulosa tidak serasi dengan larutan asid kuat, garam besi larut dan beberapa logam lain seperti aluminium, merkuri dan zink. Apabila pH kurang daripada 2, dan apabila dicampurkan dengan 95% etanol, pemendakan akan berlaku.
Natrium karboksimetil selulosa boleh membentuk ko-aglomerat dengan gelatin dan pektin, dan juga boleh membentuk kompleks dengan kolagen, yang boleh memendakkan protein bercas positif tertentu.
kraf
CMC biasanya merupakan sebatian polimer anionik yang disediakan dengan bertindak balas terhadap selulosa semula jadi dengan alkali kaustik dan asid monokloroasetik, dengan berat molekul 6400 (±1 000). Hasil sampingan utama ialah natrium klorida dan natrium glikolat. CMC tergolong dalam pengubahsuaian selulosa semula jadi. Pertubuhan Makanan dan Pertanian Pertubuhan Bangsa-Bangsa Bersatu (FAO) dan Pertubuhan Kesihatan Sedunia (WHO) secara rasminya telah menggelarnya sebagai "selulosa diubah suai".
Petunjuk utama untuk mengukur kualiti CMC adalah darjah penggantian (DS) dan ketulenan. Secara amnya, sifat CMC adalah berbeza jika DS berbeza; semakin tinggi darjah penggantian, semakin kuat keterlarutan, dan semakin baik ketelusan dan kestabilan larutan. Menurut laporan, ketelusan CMC adalah lebih baik apabila darjah penggantian adalah 0.7-1.2, dan kelikatan larutan akueusnya adalah yang terbesar apabila nilai pH adalah 6-9. Untuk memastikan kualitinya, selain pilihan agen pengeteran, beberapa faktor yang mempengaruhi darjah penggantian dan ketulenan juga mesti dipertimbangkan, seperti hubungan antara jumlah alkali dan agen pengeteran, masa pengeteran, kandungan air dalam sistem, suhu, nilai pH, Kepekatan larutan dan garam dll.
status quo
Untuk menyelesaikan kekurangan bahan mentah (kapas halus yang diperbuat daripada linter kapas), dalam beberapa tahun kebelakangan ini, beberapa unit penyelidikan saintifik di negara saya telah bekerjasama dengan perusahaan untuk menggunakan jerami padi, kapas kisar (kapas sisa), dan hampas tauhu secara komprehensif untuk menghasilkan CMC dengan jayanya. Kos pengeluaran dikurangkan dengan ketara, yang membuka sumber bahan mentah baharu untuk pengeluaran perindustrian CMC dan merealisasikan penggunaan sumber yang komprehensif. Di satu pihak, kos pengeluaran dikurangkan, dan di pihak yang lain, CMC sedang berkembang ke arah ketepatan yang lebih tinggi. Penyelidikan dan pembangunan CMC terutamanya memberi tumpuan kepada transformasi teknologi pengeluaran sedia ada dan inovasi proses pembuatan, serta produk CMC baharu dengan sifat unik, seperti proses "kaedah buburan pelarut" [3] yang telah berjaya dibangunkan di luar negara dan telah digunakan secara meluas. Jenis CMC diubah suai baharu dengan kestabilan tinggi dihasilkan. Disebabkan oleh tahap penggantian yang lebih tinggi dan taburan substituen yang lebih seragam, ia boleh digunakan dalam pelbagai bidang pengeluaran perindustrian dan persekitaran penggunaan yang kompleks untuk memenuhi keperluan proses yang lebih tinggi. Di peringkat antarabangsa, jenis CMC yang diubah suai baharu ini juga dipanggil "selulosa polianionik (PAC, Selulosa poli anionik)".
keselamatan
Keselamatan yang tinggi, ADI tidak memerlukan peraturan, dan piawaian kebangsaan telah digubal [4].
permohonan
Produk ini mempunyai fungsi mengikat, menebalkan, menguatkan, mengemulsi, pengekalan air dan penggantungan.
Penggunaan CMC dalam makanan
FAO dan WHO telah meluluskan penggunaan CMC tulen dalam makanan. Ia telah diluluskan selepas kajian dan ujian biologi dan toksikologi yang sangat ketat. Pengambilan selamat (ADI) piawaian antarabangsa ialah 25mg/(kg·d), iaitu kira-kira 1.5 g/d setiap orang. Telah dilaporkan bahawa sesetengah orang tidak mengalami sebarang reaksi toksik apabila pengambilan mencapai 10 kg. CMC bukan sahaja penstabil dan pemekat pengemulsian yang baik dalam aplikasi makanan, tetapi juga mempunyai kestabilan pembekuan dan pencairan yang sangat baik, dan boleh meningkatkan rasa produk dan memanjangkan masa penyimpanan. Jumlah yang digunakan dalam susu soya, aiskrim, aiskrim, jeli, minuman dan tin adalah kira-kira 1% hingga 1.5%. CMC juga boleh membentuk penyebaran emulsi yang stabil dengan cuka, kicap, minyak sayuran, jus buah, kuah, jus sayuran, dan sebagainya, dan dosnya ialah 0.2% hingga 0.5%. Terutamanya, ia mempunyai prestasi pengemulsian yang sangat baik untuk minyak haiwan dan sayuran, protein dan larutan akueus, membolehkannya membentuk emulsi homogen dengan prestasi yang stabil. Disebabkan keselamatan dan kebolehpercayaannya, dosnya tidak terhad oleh piawaian kebersihan makanan kebangsaan ADI. CMC telah dibangunkan secara berterusan dalam bidang makanan, dan penyelidikan mengenai aplikasi natrium karboksimetilselulosa dalam pengeluaran wain juga telah dijalankan.
Penggunaan CMC dalam perubatan
Dalam industri farmaseutikal, ia boleh digunakan sebagai penstabil emulsi untuk suntikan, pengikat dan agen pembentuk filem untuk tablet. Sesetengah orang telah membuktikan bahawa CMC adalah pembawa ubat antikanser yang selamat dan boleh dipercayai melalui eksperimen asas dan haiwan. Menggunakan CMC sebagai bahan membran, bentuk dos yang diubah suai bagi Serbuk Yangyin Shengji perubatan tradisional Cina, Membran Yangyin Shengji, boleh digunakan untuk luka pembedahan dermabrasi dan luka traumatik. Kajian model haiwan telah menunjukkan bahawa filem ini mencegah jangkitan luka dan tidak mempunyai perbezaan yang ketara daripada pembalut kasa. Dari segi mengawal eksudasi cecair tisu luka dan penyembuhan luka yang cepat, filem ini jauh lebih baik daripada pembalut kasa, dan mempunyai kesan mengurangkan edema selepas pembedahan dan kerengsaan luka. Penyediaan filem yang diperbuat daripada polivinil alkohol: natrium karboksimetil selulosa: polikarboksietilena pada nisbah 3:6:1 adalah preskripsi terbaik, dan kadar lekatan dan pelepasan kedua-duanya meningkat. Lekatan penyediaan, masa kediaman penyediaan dalam rongga mulut dan keberkesanan ubat dalam penyediaan semuanya bertambah baik dengan ketara. Bupivakain ialah anestetik tempatan yang kuat, tetapi kadangkala ia boleh menghasilkan kesan sampingan kardiovaskular yang serius apabila diracun. Oleh itu, walaupun bupivakain digunakan secara meluas secara klinikal, kajian mengenai pencegahan dan rawatan tindak balas toksiknya sentiasa diberi perhatian yang lebih. Kajian farmakologi telah menunjukkan bahawa CIVIC sebagai bahan pelepasan berterusan yang diformulasikan dengan larutan bupivakain dapat mengurangkan kesan sampingan ubat dengan ketara. Dalam pembedahan PRK, penggunaan ubat tetrakain berkepekatan rendah dan anti-radang bukan steroid yang digabungkan dengan CMC dapat melegakan kesakitan selepas pembedahan dengan ketara. Pencegahan lekatan peritoneal selepas pembedahan dan pengurangan obstruksi usus adalah salah satu isu yang paling membimbangkan dalam pembedahan klinikal. Kajian telah menunjukkan bahawa CMC jauh lebih baik daripada natrium hialuronat dalam mengurangkan tahap lekatan peritoneal selepas pembedahan, dan boleh digunakan sebagai kaedah yang berkesan untuk mencegah berlakunya lekatan peritoneal. CMC digunakan dalam infusi kateter arteri hepatik ubat anti-kanser untuk rawatan kanser hati, yang boleh memanjangkan masa kediaman ubat anti-kanser dalam tumor dengan ketara, meningkatkan kuasa anti-tumor, dan meningkatkan kesan terapeutik. Dalam perubatan haiwan, CMC juga mempunyai pelbagai kegunaan. Telah dilaporkan [5] bahawa pemberian larutan CMC 1% secara intraperitoneal kepada biri-biri betina mempunyai kesan yang ketara dalam mencegah distosia dan pelekatan abdomen selepas pembedahan saluran pembiakan dalam ternakan.
CMC dalam aplikasi perindustrian lain
Dalam detergen, CMC boleh digunakan sebagai agen pemendapan semula anti-kotoran, terutamanya untuk fabrik gentian sintetik hidrofobik, yang jauh lebih baik daripada gentian karboksimetil.
CMC boleh digunakan untuk melindungi telaga minyak sebagai penstabil lumpur dan agen pengekalan air dalam penggerudian minyak. Dos untuk setiap telaga minyak ialah 2.3t untuk telaga cetek dan 5.6t untuk telaga dalam;
Dalam industri tekstil, ia digunakan sebagai agen penentu saiz, pemekat untuk mencetak dan mewarna pes, mencetak tekstil dan kemasan pengerasan. Apabila digunakan sebagai agen penentu saiz, ia boleh meningkatkan keterlarutan dan kelikatan, dan mudah untuk disingkirkan; sebagai agen pengerasan, dosnya melebihi 95%; apabila digunakan sebagai agen penentu saiz, kekuatan dan fleksibiliti filem penentu saiz bertambah baik dengan ketara; dengan fibroin sutera yang dihasilkan semula, membran komposit yang terdiri daripada karboksimetil selulosa digunakan sebagai matriks untuk melumpuhkan glukosa oksidase, dan glukosa oksidase dan ferosena karboksilat lumpuh, dan biosensor glukosa yang dihasilkan mempunyai kepekaan dan kestabilan yang lebih tinggi. Kajian telah menunjukkan bahawa apabila homogenat gel silika disediakan dengan larutan CMC dengan kepekatan kira-kira 1% (w/v), prestasi kromatografi plat lapisan nipis yang disediakan adalah yang terbaik. Pada masa yang sama, plat lapisan nipis yang disalut di bawah keadaan yang dioptimumkan mempunyai kekuatan lapisan yang sesuai, sesuai untuk pelbagai teknik persampelan, mudah dikendalikan. CMC mempunyai lekatan pada kebanyakan gentian dan boleh meningkatkan ikatan antara gentian. Kestabilan kelikatannya dapat memastikan keseragaman saiz, sekali gus meningkatkan kecekapan tenunan. Ia juga boleh digunakan sebagai agen kemasan untuk tekstil, terutamanya untuk kemasan anti-kedut kekal, yang membawa perubahan tahan lama pada fabrik.
CMC boleh digunakan sebagai agen anti-pemendapan, pengemulsi, penyebar, agen perataan, dan pelekat untuk salutan. Ia boleh menjadikan kandungan pepejal salutan diagihkan secara sekata dalam pelarut, supaya salutan tidak terurai untuk jangka masa yang lama. Ia juga digunakan secara meluas dalam cat.
Apabila CMC digunakan sebagai flokulan, ia lebih berkesan daripada natrium glukonat dalam menyingkirkan ion kalsium. Apabila digunakan sebagai pertukaran kation, kapasiti pertukarannya boleh mencapai 1.6 ml/g.
CMC digunakan sebagai agen penentu saiz kertas dalam industri kertas, yang boleh meningkatkan kekuatan kering dan kekuatan basah kertas dengan ketara, serta rintangan minyak, penyerapan dakwat dan rintangan air.
CMC digunakan sebagai hidrosol dalam kosmetik dan sebagai pemekat dalam ubat gigi, dan dosnya adalah kira-kira 5%.
CMC boleh digunakan sebagai flokulan, agen pengkelat, pengemulsi, pemekat, agen penahan air, agen pengukur saiz, bahan pembentuk filem, dan sebagainya, dan juga digunakan secara meluas dalam elektronik, racun perosak, kulit, plastik, percetakan, seramik, ubat gigi, bahan kimia harian dan bidang lain, dan kerana prestasi cemerlang dan pelbagai kegunaannya, ia sentiasa membuka bidang aplikasi baharu, dan prospek pasaran sangat luas.
Langkah berjaga-berjaga
(1) Keserasian produk ini dengan asid kuat, alkali kuat dan ion logam berat (seperti aluminium, zink, merkuri, perak, besi, dll.) adalah kontraindikasi.
(2) Pengambilan produk ini yang dibenarkan ialah 0-25mg/kg·d.
Arahan
Campurkan CMC secara langsung dengan air untuk membuat gam pes untuk kegunaan kemudian. Semasa mengkonfigurasi gam CMC, mula-mula tambahkan sejumlah air bersih ke dalam tangki pengelompokan dengan alat pengacau, dan apabila alat pengacau dihidupkan, taburkan CMC secara perlahan-lahan dan sekata ke dalam tangki pengelompokan, sambil dikacau berterusan, supaya CMC yang disepadukan sepenuhnya dengan air, CMC dapat larut sepenuhnya. Semasa melarutkan CMC, sebab mengapa ia perlu ditaburkan dan dikacau secara sekata secara berterusan adalah untuk "mencegah masalah aglomerasi, aglomerasi, dan mengurangkan jumlah CMC yang terlarut apabila CMC bertemu dengan air", dan untuk meningkatkan kadar pembubaran CMC. Masa untuk mengacau tidak sama dengan masa CMC untuk larut sepenuhnya. Kedua-duanya adalah dua konsep. Secara amnya, masa untuk mengacau adalah jauh lebih pendek daripada masa CMC untuk larut sepenuhnya. Masa yang diperlukan untuk kedua-duanya bergantung pada situasi tertentu.
Asas untuk menentukan masa pengadukan ialah: apabilaCMCtersebar secara seragam di dalam air dan tiada ketulan besar yang jelas, pengadukan boleh dihentikan, membolehkan CMC dan air menembusi dan bergabung antara satu sama lain dalam keadaan berdiri.
Asas untuk menentukan masa yang diperlukan untuk CMC dibubarkan sepenuhnya adalah seperti berikut:
(1) CMC dan air terikat sepenuhnya, dan tiada pemisahan pepejal-cecair antara kedua-duanya;
(2) Pes campuran berada dalam keadaan seragam, dan permukaannya rata dan licin;
(3) Warna pes campuran hampir tidak berwarna dan lutsinar, dan tiada objek berbutir dalam pes tersebut. Dari masa CMC dimasukkan ke dalam tangki pengelompokan dan dicampurkan dengan air hingga masa CMC larut sepenuhnya, masa yang diperlukan adalah antara 10 dan 20 jam.
Masa siaran: 26-Apr-2024