Sodyum karboksimetil selüloz (diğer adları: sodyum karboksimetil selüloz, karboksimetil selüloz,CMCKarboksimetil selüloz (Sodyum selüloz, Karboksimetil selülozun sodyum tuzu), günümüzde dünyada en yaygın kullanılan ve en büyük miktarda kullanılan selüloz türüdür.
Kısaca CMC-Na olarak bilinen bu madde, glikoz polimerizasyon derecesi 100-2000 ve bağıl moleküler kütlesi 242,16 olan bir selüloz türevidir. Beyaz lifli veya granüler toz halindedir. Kokusuz, tatsız, higroskopik ve organik çözücülerde çözünmez.
Temel özellikler
1. Sodyum karboksimetilselülozun (CMC) moleküler yapısı
İlk olarak 1918'de Almanya tarafından üretildi, 1921'de patentlendi ve dünyada tanındı. O zamandan beri Avrupa'da ticari üretimi gerçekleştirildi. O zamanlar sadece ham bir üründü ve kolloid ve bağlayıcı olarak kullanılıyordu. 1936'dan 1941'e kadar sodyum karboksimetil selülozun endüstriyel uygulama araştırmaları oldukça aktifti ve birçok ilham verici patent icat edildi. II. Dünya Savaşı sırasında Almanya, sodyum karboksimetil selülozu sentetik deterjanlarda kullandı. Hercules, 1943'te Amerika Birleşik Devletleri'nde ilk kez sodyum karboksimetil selüloz üretti ve 1946'da rafine sodyum karboksimetil selüloz üretti ve bu da güvenli bir gıda katkı maddesi olarak kabul edildi. Ülkemde 1970'lerde benimsenmeye başlandı ve 1990'larda yaygın olarak kullanıldı. Bugün dünyada en yaygın kullanılan ve en büyük miktarda üretilen selüloz türüdür.
Yapısal formül: C6H7O2 (OH) 2OCH2COONa Moleküler formül: C8H11O7Na
Bu ürün, anyonik bir elyaf olan selüloz karboksimetil eterin sodyum tuzudur.
2. Sodyum karboksimetil selülozun (CMC) görünümü
Bu ürün, anyonik bir selüloz eter olan selüloz karboksimetil eterin sodyum tuzudur; beyaz veya süt beyazı lifli toz veya granül halindedir, yoğunluğu 0,5-0,7 g/cm3'tür, neredeyse kokusuz, tatsız ve higroskopiktir. Suda kolayca dağılarak şeffaf bir koloidal çözelti oluşturur ve etanol gibi organik çözücülerde çözünmez [1]. %1'lik sulu çözeltinin pH'ı 6,5-8,5'tir; pH > 10 veya < 5 olduğunda, müsilajın viskozitesi önemli ölçüde azalır ve pH = 7 olduğunda performansı en iyidir. Isıya dayanıklıdır, viskozite 20°C'nin altında hızla yükselir ve 45°C'de yavaşça değişir. 80°C'nin üzerindeki uzun süreli ısıtma, kolloidi denatüre edebilir ve viskoziteyi ve performansı önemli ölçüde azaltabilir. Suda kolayca çözünür ve çözelti şeffaftır; Alkalin çözeltide oldukça kararlıdır, ancak asitle karşılaştığında kolayca hidrolize olur ve pH değeri 2-3 olduğunda çökelir; ayrıca çok değerlikli metal tuzlarıyla da reaksiyona girer.
Ana amaç
Gıda endüstrisinde koyulaştırıcı, ilaç endüstrisinde ilaç taşıyıcı ve günlük kimya endüstrisinde bağlayıcı ve yeniden çökelmeyi önleyici madde olarak kullanılır. Baskı ve boyama endüstrisinde, boyutlandırma maddeleri ve baskı macunları için koruyucu kolloid olarak kullanılır. Petrokimya endüstrisinde, petrol geri kazanımı kırma sıvısının bir bileşeni olarak kullanılabilir. [2]
Uyumsuzluk
Sodyum karboksimetilselüloz, güçlü asit çözeltileri, çözünebilen demir tuzları ve alüminyum, cıva ve çinko gibi bazı diğer metallerle uyumsuzluk gösterir. pH değeri 2'den düşük olduğunda ve %95 etanol ile karıştırıldığında çökelme meydana gelir.
Sodyum karboksimetil selüloz, jelatin ve pektin ile birlikte kümelenmeler oluşturabilir ve ayrıca kolajen ile kompleksler oluşturarak belirli pozitif yüklü proteinlerin çökelmesine neden olabilir.
zanaat
CMC, genellikle doğal selülozun kostik alkali ve monokloroasetik asit ile reaksiyonu sonucu hazırlanan, molekül ağırlığı 6400 (±1000) olan anyonik bir polimer bileşiğidir. Başlıca yan ürünleri sodyum klorür ve sodyum glikolattır. CMC, doğal selüloz modifikasyonuna aittir. Birleşmiş Milletler Gıda ve Tarım Örgütü (FAO) ve Dünya Sağlık Örgütü (WHO) tarafından resmi olarak "modifiye selüloz" olarak adlandırılmıştır.
CMC'nin kalitesini ölçmek için kullanılan ana göstergeler, ikame derecesi (DS) ve saflıktır. Genel olarak, DS farklı olduğunda CMC'nin özellikleri de farklılık gösterir; ikame derecesi ne kadar yüksekse, çözünürlük o kadar güçlü, çözeltinin şeffaflığı ve stabilitesi o kadar iyidir. Raporlara göre, ikame derecesi 0,7-1,2 olduğunda CMC'nin şeffaflığı daha iyidir ve sulu çözeltisinin viskozitesi pH değeri 6-9 olduğunda en yüksektir. Kalitesini sağlamak için, eterleştirme ajanı seçiminin yanı sıra, ikame derecesini ve saflığı etkileyen bazı faktörler de dikkate alınmalıdır; bunlar arasında alkali ve eterleştirme ajanı miktarı arasındaki ilişki, eterleştirme süresi, sistemdeki su içeriği, sıcaklık, pH değeri, çözelti konsantrasyonu ve tuz vb. yer alır.
statüko
Ham madde (pamuk liflerinden yapılan rafine pamuk) kıtlığını çözmek amacıyla, son yıllarda ülkemizdeki bazı bilimsel araştırma birimleri, pirinç samanı, öğütülmüş pamuk (atık pamuk) ve tofu posasını kapsamlı bir şekilde kullanarak CMC üretmek için işletmelerle işbirliği yaparak başarılı sonuçlar elde etmiştir. Üretim maliyeti büyük ölçüde düşürülmüş, bu da CMC endüstriyel üretimi için yeni bir hammadde kaynağı açmış ve kaynakların kapsamlı kullanımını sağlamıştır. Bir yandan üretim maliyeti düşürülürken, diğer yandan CMC daha yüksek hassasiyete doğru gelişmektedir. CMC'nin araştırma ve geliştirme çalışmaları esas olarak mevcut üretim teknolojisinin dönüştürülmesine ve üretim sürecinin yeniliğine, ayrıca yurtdışında başarıyla geliştirilen ve yaygın olarak kullanılan "solvent-slurry yöntemi" [3] işlemi gibi benzersiz özelliklere sahip yeni CMC ürünlerine odaklanmaktadır. Yüksek stabiliteye sahip yeni bir modifiye CMC türü üretilmektedir. Daha yüksek ikame derecesi ve ikame edicilerin daha homojen dağılımı nedeniyle, daha geniş bir endüstriyel üretim alanında ve karmaşık kullanım ortamlarında daha yüksek işlem gereksinimlerini karşılamak için kullanılabilir. Uluslararası alanda, bu yeni tip modifiye CMC'ye ayrıca "polianyonik selüloz (PAC, Polianyonik selüloz)" adı da verilmektedir.
emniyet
Yüksek güvenlikli ADI'nin düzenlemelere ihtiyacı yoktur ve ulusal standartlar formüle edilmiştir [4].
başvuru
Bu ürün, bağlayıcı, koyulaştırıcı, güçlendirici, emülsifiye edici, su tutucu ve süspansiyon özelliklerine sahiptir.
CMC'nin gıdalarda uygulanması
FAO ve WHO, gıdalarda saf CMC kullanımını onaylamıştır. Bu onay, çok sıkı biyolojik ve toksikolojik araştırma ve testlerden sonra verilmiştir. Uluslararası standarda göre güvenli alım miktarı (ADI) 25 mg/(kg·gün) olup, bu da kişi başına yaklaşık 1,5 g/gün'e denk gelmektedir. Bazı kişilerde 10 kg'a ulaşan alımlarda herhangi bir toksik reaksiyon görülmediği bildirilmiştir. CMC, gıda uygulamalarında sadece iyi bir emülsiyon stabilizatörü ve koyulaştırıcı olmakla kalmaz, aynı zamanda mükemmel donma ve erime stabilitesine sahiptir ve ürünün lezzetini artırabilir ve depolama süresini uzatabilir. Soya sütü, dondurma, jöle, içecekler ve konserve ürünlerde kullanılan miktar yaklaşık %1 ila %1,5'tir. CMC ayrıca sirke, soya sosu, bitkisel yağ, meyve suyu, et suyu, sebze suyu vb. ile stabil bir emülsiyon dispersiyon oluşturabilir ve dozajı %0,2 ila %0,5 arasındadır. Özellikle hayvansal ve bitkisel yağlar, proteinler ve sulu çözeltiler için mükemmel emülsiyonlaştırma performansına sahip olup, istikrarlı performansa sahip homojen bir emülsiyon oluşturmasını sağlar. Güvenliği ve güvenilirliği nedeniyle, dozajı ulusal gıda hijyen standardı ADI ile sınırlı değildir. CMC, gıda alanında sürekli olarak geliştirilmekte olup, şarap üretiminde sodyum karboksimetilselülozun uygulamasına yönelik araştırmalar da yürütülmektedir.
CMC'nin tıpta kullanımı
İlaç endüstrisinde, enjeksiyonlar için emülsiyon stabilizatörü, tabletler için bağlayıcı ve film oluşturucu madde olarak kullanılabilir. Bazı araştırmacılar, temel ve hayvan deneyleriyle CMC'nin güvenli ve güvenilir bir antikanser ilaç taşıyıcısı olduğunu kanıtlamıştır. CMC'yi membran malzemesi olarak kullanarak, geleneksel Çin tıbbı Yangyin Shengji Tozu'nun modifiye edilmiş dozaj formu olan Yangyin Shengji Membranı, dermabrazyon ameliyatı yaraları ve travmatik yaralar için kullanılabilir. Hayvan modeli çalışmaları, filmin yara enfeksiyonunu önlediğini ve gazlı bez pansumanlarından önemli bir fark göstermediğini ortaya koymuştur. Yara dokusu sıvı sızıntısını kontrol etme ve hızlı yara iyileşmesi açısından, bu film gazlı bez pansumanlarından önemli ölçüde daha iyidir ve ameliyat sonrası ödemi ve yara tahrişini azaltma etkisine sahiptir. Polivinil alkol: sodyum karboksimetil selüloz: polikarboksietilenin 3:6:1 oranındaki karışımından yapılan film preparatı en iyi formüldür ve yapışma ve salınım hızı her ikisi de artırılmıştır. Preparatların yapışma özelliği, oral kavitede kalma süresi ve preparattaki ilacın etkinliği önemli ölçüde iyileştirilmiştir. Bupivakain güçlü bir lokal anesteziktir, ancak zehirlenme durumunda bazen ciddi kardiyovasküler yan etkilere neden olabilir. Bu nedenle, bupivakain klinik olarak yaygın olarak kullanılırken, toksik reaksiyonlarının önlenmesi ve tedavisi üzerine yapılan araştırmalara her zaman daha fazla önem verilmiştir. Farmakolojik çalışmalar, bupivakain çözeltisi ile formüle edilmiş, uzun süreli salınım sağlayan bir madde olan CIVIC'in ilacın yan etkilerini önemli ölçüde azaltabileceğini göstermiştir. PRK ameliyatında, düşük konsantrasyonlu tetrakain ve non-steroid antiinflamatuar ilaçların CMC ile birlikte kullanımı, ameliyat sonrası ağrıyı önemli ölçüde hafifletebilir. Ameliyat sonrası periton yapışıklıklarının önlenmesi ve bağırsak tıkanıklığının azaltılması, klinik cerrahide en çok önem verilen konulardan biridir. Çalışmalar, CMC'nin ameliyat sonrası periton yapışıklıklarının derecesini azaltmada sodyum hiyalüronattan önemli ölçüde daha iyi olduğunu ve periton yapışıklıklarının oluşmasını önlemek için etkili bir yöntem olarak kullanılabileceğini göstermiştir. CMC, karaciğer kanseri tedavisinde kullanılan kateter hepatik arteriyel infüzyon yoluyla anti-kanser ilaçlarının tümörlerde kalma süresini önemli ölçüde uzatabilen, anti-tümör gücünü artırabilen ve tedavi etkisini iyileştirebilen bir yöntemdir. Hayvan tıbbında da CMC'nin geniş bir kullanım alanı vardır. [5] Koyunlara %1'lik CMC çözeltisinin intraperitoneal olarak uygulanmasının, hayvanlarda üreme yolu ameliyatından sonra distosi ve karın yapışıklıklarını önlemede önemli bir etkiye sahip olduğu bildirilmiştir.
CMC'nin diğer endüstriyel uygulamalarındaki kullanımı
Deterjanlarda CMC, özellikle hidrofobik sentetik elyaf kumaşlar için, karboksimetil elyafa kıyasla önemli ölçüde daha iyi bir şekilde, kirin yeniden birikmesini önleyici madde olarak kullanılabilir.
CMC, petrol sondajında çamur stabilizatörü ve su tutma maddesi olarak petrol kuyularını korumak için kullanılabilir. Her bir petrol kuyusu için dozaj, sığ kuyular için 2,3 ton ve derin kuyular için 5,6 tondur;
Tekstil endüstrisinde, boyutlandırma ajanı, baskı ve boyama macunu için koyulaştırıcı, tekstil baskı ve sertleştirme apreleme maddesi olarak kullanılır. Boyutlandırma ajanı olarak kullanıldığında, çözünürlüğü ve viskoziteyi artırır ve kolayca boyutlandırmadan arındırılabilir; sertleştirici ajan olarak kullanıldığında, dozajı %95'in üzerindedir; boyutlandırma ajanı olarak kullanıldığında, boyut filminin mukavemeti ve esnekliği önemli ölçüde artar; rejenere ipek fibroin ile karboksimetil selülozdan oluşan kompozit membran, glikoz oksidazın immobilizasyonu için matris olarak kullanılır ve glikoz oksidaz ve ferrosen karboksilat immobilize edilir ve üretilen glikoz biyosensörü daha yüksek hassasiyet ve stabiliteye sahiptir. Çalışmalar, silika jel homojenatının yaklaşık %1 (a/h) konsantrasyonunda bir CMC çözeltisi ile hazırlandığında, hazırlanan ince tabaka plakasının kromatografik performansının en iyi olduğunu göstermiştir. Aynı zamanda, optimize edilmiş koşullar altında kaplanan ince tabaka plakası, çeşitli örnekleme teknikleri için uygun, kullanımı kolay ve uygun tabaka mukavemetine sahiptir. CMC, çoğu elyafa yapışma özelliğine sahiptir ve elyaflar arasındaki bağı güçlendirebilir. Viskozitesinin kararlılığı, boyutlandırmanın homojenliğini sağlayarak dokuma verimliliğini artırır. Ayrıca tekstiller için, özellikle kalıcı kırışıklık önleyici apreleme için, kumaşlarda kalıcı değişiklikler sağlayan bir apre maddesi olarak da kullanılabilir.
CMC, kaplamalar için tortu önleyici, emülgatör, dağıtıcı, düzleştirici ve yapıştırıcı olarak kullanılabilir. Kaplamanın katı içeriğinin çözücü içinde eşit şekilde dağılmasını sağlayarak, kaplamanın uzun süre soyulmasını önler. Ayrıca boyalarda da yaygın olarak kullanılır.
CMC, flokülant olarak kullanıldığında kalsiyum iyonlarını uzaklaştırmada sodyum glukonattan daha etkilidir. Katyon değiştirici olarak kullanıldığında ise değişim kapasitesi 1,6 ml/g'ye ulaşabilir.
CMC, kağıt endüstrisinde kağıt boyutlandırma maddesi olarak kullanılır ve kağıdın kuru ve ıslak mukavemetini, ayrıca yağ direncini, mürekkep emilimini ve su direncini önemli ölçüde artırabilir.
CMC, kozmetik ürünlerde hidrosol olarak ve diş macununda kıvam arttırıcı olarak kullanılır ve dozu yaklaşık %5'tir.
CMC, topaklaştırıcı, şelatlayıcı madde, emülgatör, koyulaştırıcı, su tutucu madde, boyutlandırıcı madde, film oluşturucu malzeme vb. olarak kullanılabilir ve ayrıca elektronik, zirai ilaçlar, deri, plastik, baskı, seramik, diş macunu, günlük kimyasallar ve diğer alanlarda yaygın olarak kullanılmaktadır. Mükemmel performansı ve geniş kullanım alanları nedeniyle sürekli olarak yeni uygulama alanları açmakta ve pazar potansiyeli son derece geniştir.
Önlemler
(1) Bu ürünün güçlü asit, güçlü alkali ve ağır metal iyonları (alüminyum, çinko, cıva, gümüş, demir vb.) ile uyumluluğu sakıncalıdır.
(2) Bu ürünün izin verilen alım miktarı 0-25 mg/kg·gün'dür.
Talimatlar
CMC'yi daha sonra kullanılmak üzere macun kıvamında bir yapıştırıcı yapmak için doğrudan suyla karıştırın. CMC yapıştırıcısı hazırlanırken, önce karıştırma cihazı bulunan bir karıştırma tankına belirli miktarda temiz su ekleyin ve karıştırma cihazı çalıştırıldığında, CMC'yi karıştırma tankına yavaş ve eşit bir şekilde serpin ve sürekli karıştırın, böylece CMC suyla tamamen bütünleşsin ve tamamen çözünsün. CMC'yi çözerken, eşit şekilde serpilmesinin ve sürekli karıştırılmasının nedeni, "topaklanma, kümelenme sorunlarını önlemek ve CMC'nin suyla temas ettiğinde çözünen miktarını azaltmak" ve CMC'nin çözünme hızını artırmaktır. Karıştırma süresi, CMC'nin tamamen çözünme süresiyle aynı değildir. Bunlar iki ayrı kavramdır. Genel olarak, karıştırma süresi, CMC'nin tamamen çözünme süresinden çok daha kısadır. İkisinin de gerektirdiği süre, özel duruma bağlıdır.
Karıştırma süresinin belirlenmesinin temeli şudur:CMCSu içinde homojen bir şekilde dağılmış olup belirgin büyük topaklar bulunmadığından, karıştırma durdurulabilir ve CMC ile suyun durgun halde birbirine nüfuz edip kaynaşmasına izin verilebilir.
CMC'nin tamamen çözünmesi için gereken sürenin belirlenmesinin temeli aşağıdaki gibidir:
(1) CMC ve su tamamen birbirine bağlıdır ve ikisi arasında katı-sıvı ayrımı yoktur;
(2) Karıştırılan macun homojen bir haldedir ve yüzeyi düz ve pürüzsüzdür;
(3) Karıştırılan macunun rengi renksiz ve şeffafa yakındır ve macun içinde tanecikli nesneler bulunmaz. CMC'nin karıştırma tankına konulduğu ve suyla karıştırıldığı zamandan CMC'nin tamamen çözündüğü zamana kadar gereken süre 10 ila 20 saat arasındadır.
Yayın tarihi: 26 Nisan 2024