Натријум карбоксиметил целулоза (такође позната као: натријум карбоксиметил целулоза, карбоксиметил целулоза,ЦМЦ, карбоксиметил, целулоза натријум, натријумова со карбоксиметил целулозе) је најшире коришћена и највећа количина коришћена у свету данас.
Скраћено CMC-Na је дериват целулозе са степеном полимеризације глукозе од 100-2000 и релативном молекулском масом од 242,16. Бели влакнасти или гранулирани прах. Без мириса, укуса, хигроскопан, нерастворљив у органским растварачима.
Основна својства
1. Молекуларна структура натријум карбоксиметилцелулозе (CMC)
Први пут је произведен у Немачкој 1918. године, а патентиран је 1921. године и појавио се у свету. Комерцијална производња је од тада постигнута у Европи. У то време, то је био само сиров производ, који се користио као колоид и везиво. Од 1936. до 1941. године, истраживање индустријске примене натријум карбоксиметил целулозе било је прилично активно и измишљено је неколико инспиративних патената. Током Другог светског рата, Немачка је користила натријум карбоксиметилцелулозу у синтетичким детерџентима. Херкулес је први пут направио натријум карбоксиметилцелулозу у Сједињеним Државама 1943. године, а рафинисану натријум карбоксиметилцелулозу произвео је 1946. године, која је препозната као безбедан адитив за храну. Моја земља је почела да га усваја 1970-их, а широко се користио 1990-их. Данас је то најшире коришћена и највећа количина целулозе у свету.
Структурна формула: C6H7O2 (OH) 2OCH2COONa Молекулска формула: C8H11O7Na
Овај производ је натријумова со целулозног карбоксиметил етра, анјонског влакна
2. Изглед натријум карбоксиметил целулозе (CMC)
Овај производ је натријумова со целулозног карбоксиметил етра, анионски целулозни етар, бели или млечно бели влакнасти прах или грануле, густине 0,5-0,7 г/цм3, готово без мириса, без укуса, хигроскопан. Лако се диспергује у води и формира провидни колоидни раствор, а нерастворљив је у органским растварачима као што је етанол [1]. pH вредност 1% воденог раствора је 6,5-8,5, када је pH > 10 или < 5, вискозност слузи се значајно смањује, а перформансе су најбоље када је pH = 7. Стабилан је на топлоту, вискозност брзо расте испод 20°C, а споро се мења на 45°C. Дуготрајно загревање изнад 80°C може денатурисати колоид и значајно смањити вискозност и перформансе. Лако је растворљив у води, а раствор је провидан; веома је стабилан у алкалном раствору, али се лако хидролизује када наиђе на киселину и таложи се када је pH вредност 2-3, а такође реагује са поливалентним металним солима.
Главна сврха
Користи се као згушњивач у прехрамбеној индустрији, као носач лекова у фармацеутској индустрији и као везиво и средство против поновног таложења у свакодневној хемијској индустрији. У штампарској и индустрији бојења користи се као заштитни колоид за средства за обликовање и пасте за штампање. У петрохемијској индустрији може се користити као компонента течности за фрактурирање при искоришћавању нафте. [2]
Некомпатибилност
Натријум карбоксиметилцелулоза је некомпатибилна са растворима јаких киселина, растворљивим солима гвожђа и неким другим металима као што су алуминијум, жива и цинк. Када је pH мањи од 2 и када се помеша са 95% етанолом, доћи ће до таложења.
Натријум карбоксиметил целулоза може да формира коагломерате са желатином и пектином, а такође може да формира комплексе са колагеном, што може да исталожи одређене позитивно наелектрисане протеине.
занат
КМЦ је обично анјонско полимерно једињење припремљено реакцијом природне целулозе са каустичном алкалијом и монохлорсирћетном киселином, са молекулском тежином од 6400 (±1 000). Главни нуспроизводи су натријум хлорид и натријум гликолат. КМЦ спада у природну модификацију целулозе. Организација Уједињених нација за храну и пољопривреду (ФАО) и Светска здравствена организација (СЗО) званично су га назвале „модификована целулоза“.
Главни индикатори за мерење квалитета CMC-а су степен супституције (DS) и чистоћа. Генерално, својства CMC-а се разликују ако је DS другачији; што је већи степен супституције, то је већа растворљивост, а раствор је и транспарентност и стабилност боља. Према извештајима, транспарентност CMC-а је боља када је степен супституције 0,7-1,2, а вискозност његовог воденог раствора је највећа када је pH вредност 6-9. Да би се осигурао његов квалитет, поред избора средства за етерификацију, морају се узети у обзир и неки фактори који утичу на степен супституције и чистоћу, као што су однос између количине алкалије и средства за етерификацију, време етерификације, садржај воде у систему, температура, pH вредност, концентрација раствора и соли итд.
статус кво
Да би се решио проблем несташице сировина (рафинисаног памука направљеног од памучног линтерса), последњих година, неке научноистраживачке јединице у мојој земљи сарађују са предузећима како би свеобухватно користиле пиринчану сламу, млевени памук (отпадни памук) и остатке тофуа за успешну производњу карбонске метаболичке киселине (CMC). Трошкови производње су значајно смањени, што отвара нови извор сировина за индустријску производњу CMC-а и остварује свеобухватно коришћење ресурса. С једне стране, трошкови производње су смањени, а с друге стране, CMC се развија ка већој прецизности. Истраживање и развој CMC-а се углавном фокусирају на трансформацију постојеће производне технологије и иновације производног процеса, као и на нове CMC производе са јединственим својствима, као што је „метод растварача и каше“ [3] који је успешно развијен у иностранству и широко се користи. Производи се нови тип модификованог CMC-а са високом стабилношћу. Због већег степена супституције и равномерније расподеле супституената, може се користити у ширем спектру индустријских производних области и сложених окружења употребе како би се задовољили виши захтеви процеса. Међународно, ова нова врста модификоване CMC се такође назива „полианјонска целулоза (PAC, Poly anionic cellulose)“.
безбедност
Висока безбедност, ADI не захтева прописе, а формулисани су национални стандарди [4].
апликација
Овај производ има функције везивања, згушњавања, јачања, емулгирања, задржавања воде и суспензије.
Примена CMC-а у храни
ФАО и СЗО су одобрили употребу чистог CMC-а у храни. Одобрење је дошло након веома строгих биолошких и токсиколошких истраживања и тестова. Безбедан унос (ADI) међународног стандарда је 25 мг/(кг·д), што је око 1,5 г/д по особи. Пријављено је да неки људи нису имали никакву токсичну реакцију када је унос достигао 10 кг. CMC није само добар стабилизатор емулгације и згушњивач у прехрамбеној индустрији, већ има и одличну стабилност при замрзавању и топљењу, и може побољшати укус производа и продужити време складиштења. Количина која се користи у сојином млеку, сладоледу, желеу, напицима и конзервама је око 1% до 1,5%. CMC такође може формирати стабилну емулговану дисперзију са сирћетом, соја сосом, биљним уљем, воћним соком, сосом од поврћа итд., а доза је 0,2% до 0,5%. Посебно има одлична емулгаторска својства за животињска и биљна уља, протеине и водене растворе, омогућавајући му да формира хомогену емулзију са стабилним перформансама. Због своје безбедности и поузданости, његова доза није ограничена националним стандардом за хигијену хране ADI. CMC се континуирано развија у области хране, а спроведена су и истраживања о примени натријум карбоксиметилцелулозе у производњи вина.
Употреба CMC-а у медицини
У фармацеутској индустрији, може се користити као стабилизатор емулзије за ињекције, везиво и средство за формирање филма за таблете. Неки људи су доказали да је CMC безбедан и поуздан носач лекова против рака кроз основне и експерименте на животињама. Коришћењем CMC-а као мембранског материјала, модификовани дозни облик традиционалне кинеске медицине Јангјин Шенгђи праха, Јангјин Шенгђи мембрана, може се користити за ране након операције дермабразије и трауматске ране. Студије на животињским моделима показале су да филм спречава инфекцију ране и нема значајне разлике од газних завоја. У погледу контроле ексудације течности из ткива ране и брзог зарастања рана, овај филм је знатно бољи од газних завоја и има ефекат смањења постоперативног едема и иритације ране. Препарат филма направљен од поливинил алкохола: натријум карбоксиметил целулозе: поликарбоксиетилена у односу 3:6:1 је најбољи рецепт, а повећавају се и адхезија и брзина ослобађања. Адхезија препарата, време задржавања препарата у усној дупљи и ефикасност лека у препарату су значајно побољшани. Бупивакаин је снажан локални анестетик, али понекад може изазвати озбиљне кардиоваскуларне нежељене ефекте када се отрова. Стога, иако се бупивакаин широко користи клинички, истраживању превенције и лечења његових токсичних реакција увек се поклањала већа пажња. Фармаколошке студије су показале да CIVIC, као супстанца са продуженим ослобађањем формулисана са раствором бупивакаина, може значајно смањити нежељене ефекте лека. У PRK хирургији, употреба тетракаина ниске концентрације и нестероидних антиинфламаторних лекова у комбинацији са CMC може значајно ублажити постоперативни бол. Превенција постоперативних перитонеалних адхезија и смањење цревне опструкције једно су од најзабрињавајућих питања у клиничкој хирургији. Студије су показале да је CMC значајно бољи од натријум хијалуроната у смањењу степена постоперативних перитонеалних адхезија и може се користити као ефикасна метода за спречавање појаве перитонеалних адхезија. CMC се користи у катетерској хепатичној артеријској инфузији лекова против рака за лечење рака јетре, што може значајно продужити време задржавања лекова против рака у туморима, побољшати антитуморску моћ и побољшати терапеутски ефекат. У анималној медицини, КМЦ такође има широк спектар примене. Пријављено је [5] да интраперитонеална инстилација 1% раствора КМЦ овцама има значајан ефекат на спречавање дистоције и абдоминалних прираслица након операције репродуктивног тракта код стоке.
CMC у другим индустријским применама
У детерџентима, CMC се може користити као средство против поновног таложења прљавштине, посебно за хидрофобне синтетичке тканине, што је знатно боље од карбоксиметил влакана.
CMC се може користити за заштиту нафтних бушотина као стабилизатор блата и средство за задржавање воде приликом бушења нафте. Дозирање за сваку нафтну бушотину је 2,3 тона за плитке бушотине и 5,6 тона за дубоке бушотине;
У текстилној индустрији се користи као средство за апликацију, згушњивач за пасту за штампање и бојење, штампање текстила и завршну обраду учвршћивача. Када се користи као средство за апликацију, може побољшати растворљивост и вискозност и лако се расклешује; као средство за учвршћивање, његова доза је изнад 95%; када се користи као средство за апликацију, чврстоћа и флексибилност филма за апликацију су значајно побољшане; са регенерисаним фиброином свиле, композитна мембрана састављена од карбоксиметил целулозе користи се као матрица за имобилизацију глукоза оксидазе, а глукоза оксидаза и фероцен карбоксилат су имобилизовани, а направљени биосензор глукозе има већу осетљивост и стабилност. Студије су показале да када се хомогенат силика гела припреми са раствором CMC концентрације од око 1% (w/v), хроматографске перформансе припремљене танкослојне плоче су најбоље. Истовремено, танкослојна плоча премазана под оптимизованим условима има одговарајућу чврстоћу слоја, погодну за различите технике узорковања, једноставну за руковање. CMC има адхезију на већину влакана и може побољшати везивање између влакана. Стабилност његове вискозности може осигурати једнообразност величине, чиме се побољшава ефикасност ткања. Такође се може користити као средство за завршну обраду текстила, посебно за трајну завршну обраду против бора, што доноси трајне промене тканинама.
CMC се може користити као средство против седиментације, емулгатор, дисперзантно средство, средство за изравнавање и лепило за премазе. Може учинити да се чврсти садржај премаза равномерно распореди у растварачу, тако да се премаз не љушти дуже време. Такође се широко користи у бојама.
Када се CMC користи као флокулант, ефикаснији је од натријум глуконата у уклањању калцијумових јона. Када се користи као катјонски измењивач, његов капацитет размене може достићи 1,6 ml/g.
CMC се користи као средство за згушњавање папира у индустрији папира, што може значајно побољшати суву и влажну чврстоћу папира, као и отпорност на уље, апсорпцију мастила и отпорност на воду.
ЦМЦ се користи као хидросол у козметици и као згушњивач у пасти за зубе, а његова доза је око 5%.
ЦМЦ се може користити као флокулант, хелат, емулгатор, згушњивач, средство за задржавање воде, средство за димензионисање, материјал за формирање филма итд., а такође се широко користи у електроници, пестицидима, кожи, пластици, штампарству, керамици, пасти за зубе, свакодневним хемикалијама и другим областима, а због својих одличних перформанси и широког спектра употребе, стално отвара нова поља примене, а тржишне перспективе су изузетно широке.
Превентивне мере
(1) Компатибилност овог производа са јаким киселинама, јаким алкалијама и јонима тешких метала (као што су алуминијум, цинк, жива, сребро, гвожђе итд.) је контраиндикована.
(2) Дозвољени унос овог производа је 0-25 мг/кг·д.
Упутства
Помешајте CMC директно са водом да бисте направили пастозни лепак за каснију употребу. Приликом конфигурисања CMC лепка, прво додајте одређену количину чисте воде у резервоар за дозирање помоћу уређаја за мешање, а када се уређај за мешање укључи, полако и равномерно посипајте CMC у резервоар за дозирање, непрекидно мешајући, тако да се CMC потпуно интегрише са водом и може потпуно растворити. Приликом растварања CMC, разлог зашто га треба равномерно посипати и непрекидно мешати јесте да би се „спречили проблеми агломерације, агломерације и смањила количина раствореног CMC када се CMC сусретне са водом“ и да би се повећала брзина растварања CMC. Време мешања није исто што и време потребно да се CMC потпуно раствори. То су два концепта. Генерално говорећи, време мешања је много краће од времена потребног да се CMC потпуно раствори. Време потребно за ово двоје зависи од конкретне ситуације.
Основа за одређивање времена мешања је: када јеЦМЦје равномерно диспергован у води и нема очигледних великих грудвица, мешање се може зауставити, омогућавајући CMC-у и води да продру и споје се једни са другима у стајаћем стању.
Основа за одређивање времена потребног да се CMC потпуно раствори је следећа:
(1) CMC и вода су потпуно везани и не постоји раздвајање чврсте и течне фазе између њих;
(2) Мешана паста је у једноличном стању, а површина је равна и глатка;
(3) Боја мешане пасте је близу безбојне и провидне, и у пасти нема зрнастих предмета. Од тренутка када се CMC стави у резервоар за дозирање и помеша са водом до тренутка када се CMC потпуно раствори, потребно време је између 10 и 20 сати.
Време објаве: 26. април 2024.