羧甲基纖維素鈉鹽CMC的概論
2013.10.31羧甲基纖維素鈉 羧甲基纖維素鈉，（又稱：羧甲基纖維素鈉鹽，羧甲基纖維素，CMC，Carboxymethyl ，Cellulose Sodium,Sodium salt of Caboxy Methyl Cellulose）是當(dāng)今世界上使用范圍最廣、用量最大的纖維素種類。 目 錄 1基本信息 2誕生 3性狀 4主要用途 5配伍禁忌 6工藝 7質(zhì)量 8現(xiàn)狀 9應(yīng)用 10使用方法 11國標(biāo)標(biāo)準(zhǔn) 1基本信息 中文名稱:羧甲基纖維素鈉[1] 中文別名:羧甲基醚纖維素鈉鹽;羧甲基纖維素鈉鹽;羧甲纖維素鈉;CMC 英文名稱:Carboxymethylcellulose sodium 英文別名:Carboxymethyl cellulose, sodium salt; sodium carboxymethyl cellulose; cellulose carboxymethyl ether, sodium; cmc sodium salt; carboxyl methyl cellulose sodium; carboxy-methyl cellulose sodium; carboxymethyl cellulose sodium; cellulose carboxymethyl ether sodium; cmc sodium; cmc-4lf sodium; carbose sodium; carboximethylcellulosum sodium; carboxymethyl cellulose ether sodium; carboxymethylated cellulose pulp sodium; carboxymethylcellulose sodium; carboxymethylcellulosum sodium; carmellose sodium; carmellosum sodium; carmelosa sodium; cellulose gum 7h sodium; cellulose carboxymethylate sodium; cellulose, (carboxymethyl) sodium; cellulose, ether with glycolic acid sodium; celluloseglycolic acid sodium; colloresine sodium; croscarmellose sodium; croscarmellosum sodium; CMCNA; sodium acetate - hexose (1:1:1); acetic acid; 2,3,4,5,6-pentahydroxyhexanal; sodium; CMC CAS:9004-32-4;117385-93-0;12624-09-8;198084-97-8;247080-55-3;37231-14-4;37231-15-5;404943-62-0;454679-81-3;50642-44-9;54018-17-6;55607-96-0;64103-90-8;654655-39-7;73699-63-5;80296-93-1;81209-86-1;82197-79-3;9045-95-8;9085-26-1 分子式:C8H16NaO8 分子量:263.1976 2誕生 羧甲基纖維素鈉(CMC)分子結(jié)構(gòu) 由德國于1918年首先制得，并于1921年獲準(zhǔn)專利而見諸于世。此后便在歐洲實(shí)現(xiàn)商業(yè)化生產(chǎn)。當(dāng)時(shí)只為粗產(chǎn)品，用作膠體和粘結(jié)劑。1936～1941年，羧甲基纖維素鈉的工業(yè)應(yīng)用研究相當(dāng)活躍，發(fā)明了幾個(gè)相當(dāng)有啟發(fā)性的專利。第二次世界大戰(zhàn)期間，德國將羧甲基纖維素鈉用于合成洗滌劑。Hercules公司于1943年為美國首次制成羧甲基纖維素鈉，并于1946年生產(chǎn)精制的羧甲基纖維素鈉產(chǎn)品，該產(chǎn)品被認(rèn)可為安全的食品添加劑。上世紀(jì)七十年代我國開始采用，九十年代開始普遍使用。是當(dāng)今世界上使用范圍最廣、用量最大的纖維素種類。 結(jié)構(gòu)式:C6H7O2（OH）2OCH2COONa 分子式：C8H11O7Na 3性狀 本品為纖維素羧甲基醚的鈉鹽，屬陰離子型纖維素醚，為白色或乳白色纖維狀粉末或顆粒，密度0.5-0.7克/立方厘米，幾乎無臭、無味，具吸濕性。易于分散在水中成透明膠狀溶液，在乙醇等有機(jī)溶媒中不溶。1%水溶液pH為6.5～8.5，當(dāng)pH>10或<5時(shí)，膠漿粘度顯著降低，在pH=7時(shí)性能最佳。對(duì)熱穩(wěn)定，在20℃以下粘度迅速上升，45℃時(shí)變化較慢，80℃以上長時(shí)間加熱可使其膠體變性而粘度和性能明顯下降。易溶于水，溶液透明；在堿性溶液中很穩(wěn)定，遇酸則易水解，pH值為2-3時(shí)會(huì)出現(xiàn)沉淀，遇多價(jià)金屬鹽也會(huì)反應(yīng)出現(xiàn)沉淀。 4主要用途 食品工業(yè)中用作增稠劑，醫(yī)藥工業(yè)中用作藥物載體，日用化學(xué)工業(yè)中用作黏結(jié)劑、抗再沉凝劑。印染工業(yè)中用作上漿劑和印花糊料的保護(hù)膠體等。在石油化工中可作為采油壓裂液成分。 5配伍禁忌 羧甲基纖維素鈉與強(qiáng)酸溶液，可溶性鐵鹽，以及一些其他金屬如鋁、汞和鋅等有配伍禁忌，PH﹤2時(shí)，以及與95%的乙醇混合時(shí)，會(huì)產(chǎn)生沉淀。 羧甲基纖維素鈉與明膠及果膠可以形成共凝聚物，也可以與膠原形成復(fù)合物，能沉淀某些帶正電的蛋白。 6工藝 CMC通常是由天然纖維素與苛性堿及一氯醋酸反應(yīng)后制得的一種陰離子型高分子化合物，分子量6400(±1 000)。主要副產(chǎn)物是氯化鈉及乙醇酸鈉。CMC屬于天然纖維素改性。聯(lián)合國糧農(nóng)組織(FAO)和世界衛(wèi)生組織(WHO) 已正式稱它為“改性纖維素”。 7質(zhì)量 衡量CMC質(zhì)量的主要指標(biāo)是取代度(DS)和純度。一般DS不同則CMC的性質(zhì)也不同；取代度增大，溶解性就增強(qiáng)，溶液的透明度及穩(wěn)定性也越好。據(jù)報(bào)道，CMC取代度在0.7～1.2時(shí)透明度較好，其水溶液粘度在pH值為6～9時(shí)最大。為保證其質(zhì)量，除了選擇醚化劑外，還必須考慮影響取代度和純度的一些因素，例如堿與醚化劑之間的用量關(guān)系、醚化時(shí)間、體系含水量、溫度、pH值、溶液濃度及鹽類等。 8現(xiàn)狀 為了解決原料（棉短絨制成的精制棉）來源之不足，近幾年來我國一些科研單位與企業(yè)共同合作，綜合利用稻草、地腳棉(廢棉)、豆腐渣等試制生產(chǎn)CMC獲得成功，生產(chǎn)成本大大下降，這樣為CMC工業(yè)生產(chǎn)開辟了一條新的原料來源途徑，實(shí)現(xiàn)資源的綜合利用。一方面降低生產(chǎn)成本，另一方面CMC又往更高精細(xì)方向發(fā)展。CMC的研究與開發(fā)主要著重現(xiàn)有生產(chǎn)技術(shù)的改造與制造工藝的革新，以及具有獨(dú)特性能的CMC新產(chǎn)品，如國外研制成功并已普及應(yīng)用的“溶媒-淤漿法”[3]工藝，生產(chǎn)出具有高穩(wěn)定性能的新型改性CMC，由于取代度較高，取代基分布更為均勻，使其可以應(yīng)用在更為廣闊的工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域和復(fù)雜的使用環(huán)境，滿足更高的工藝要求。國際上把這種新型改性CMC又稱作“聚陰離子纖維素（簡稱PAC，Poly anionic cellulose）”。 9應(yīng)用 概述 本品具有粘合、增稠、增強(qiáng)、乳化、保水、懸浮等作用。 CMC在食品中的應(yīng)用 FAO和WHO已批準(zhǔn)將純CMC用于食品，它是經(jīng)過很嚴(yán)格的生物學(xué)、毒理學(xué)研究和試驗(yàn)后才獲得批準(zhǔn)的，國際標(biāo)準(zhǔn)的安全攝入量(ADI)是25mg/(kg·d)，即大約每人1．5 g/d。曾有報(bào)道說，有人試驗(yàn)攝入量達(dá)到10 kg也未有毒性反應(yīng)。CMC在食品應(yīng)用中不僅是良好的乳化穩(wěn)定劑、增稠劑，而且具有優(yōu)異的凍結(jié)、熔化穩(wěn)定性，并能提高產(chǎn)品的風(fēng)味，延長貯藏時(shí)間。在豆奶、冰淇淋、雪糕、果凍、飲料、罐頭中的用量約為1% ～1.5%。CMC還可與醋、醬油、植物油、果汁、肉汁、蔬菜汁等形成性能穩(wěn)定的乳化分散液，其用量為0.2% ～ 0.5%。特別是對(duì)動(dòng)、植物油、蛋白質(zhì)與水溶液的乳化性能極為優(yōu)異，能使其形成性能穩(wěn)定的勻質(zhì)乳狀液。因其安全可靠，因此，其用量不受國家食品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)ADI限制。CMC 在食品領(lǐng)域不斷被開發(fā)，在葡萄酒生產(chǎn)中應(yīng)用羧甲基纖維素鈉的研究也已開展。 CMC在醫(yī)藥的用途 在醫(yī)藥工業(yè)中可作針劑的乳化穩(wěn)定劑，片劑的粘結(jié)劑和成膜劑。有人經(jīng)基礎(chǔ)及動(dòng)物實(shí)驗(yàn)證明CMC是安全可靠的抗癌藥載體。用CMC作膜材料，研制的中藥養(yǎng)陰生肌散的改造劑型— —養(yǎng)陰生肌膜，能用于皮膚磨削手術(shù)創(chuàng)面和外傷性創(chuàng)面。動(dòng)物模型研究表明，該膜防止創(chuàng)面感染，與紗布敷料無明顯差異，在控制創(chuàng)面組織液滲出與創(chuàng)面快速愈合上，此膜明顯優(yōu)于紗布敷料，并有減輕術(shù)后水腫和創(chuàng)面刺激作用。用聚乙烯醇：羧甲基纖維素鈉：聚羧乙烯按3：6：1的比例制成的膜劑為最佳處方，粘附性及釋放速率均增加，在增加粘膜粘附緩釋膜劑的粘附力，延長制劑在口腔內(nèi)的滯留時(shí)間及制劑中藥物的藥效都有明顯提高 。丁哌卡因?yàn)閺?qiáng)效局部麻醉藥，但它中毒時(shí)有時(shí)可產(chǎn)生較為嚴(yán)重的心血管副反應(yīng)，故臨床上在廣泛應(yīng)用丁哌卡因的同時(shí)，對(duì)其毒性反應(yīng)的防治研究一直較為重視。藥劑研究顯示，CIVIC作為緩釋物質(zhì)與丁哌卡因溶液進(jìn)行配制可顯著降低藥物的副作用。在PRK手術(shù)中，采用低濃度地卡因與非甾體類抗炎藥聯(lián)合CMC可明顯緩解術(shù)后疼痛。預(yù)防腹部手術(shù)后腹膜粘連、減少腸梗阻的發(fā)生是臨床外科最關(guān)注的問題之一。有研究表明，CMC減輕術(shù)后腹膜粘連程度的作用明顯優(yōu)于透明質(zhì)酸鈉，可作為一種有效的方法來防止腹膜粘連的發(fā)生。CMC用于治療肝癌的導(dǎo)管肝動(dòng)脈灌注抗癌藥中，可以明顯延長抗癌藥在腫瘤的滯留時(shí)間，增強(qiáng)抗腫瘤的力，提高治療效果。在動(dòng)物醫(yī)學(xué)上，CMC也有廣泛的用途。有報(bào)道[4]指出，向母羊腹腔內(nèi)滴注1%CMC溶液來預(yù)防家畜難產(chǎn)、生殖道手術(shù)后發(fā)生腹部粘連有顯著效果。 CMC在其它工業(yè)應(yīng)用 在洗滌劑中，CMC可用作抗污垢再沉積劑，尤其是對(duì)疏水性的合成纖維織物的抗污垢再沉積效果，明顯優(yōu)于羧甲基纖維。 CMC在石油鉆探中可用于保護(hù)油井作為泥漿穩(wěn)定劑、保水劑，每口油井的用量為淺井2.3t，深井5.6t； 在紡織工業(yè)中用作上漿劑、印染漿的增稠劑、紡織品印花及硬挺整理。用于上漿劑能提高溶解性及粘變，并容易退漿；作為硬挺整理劑，其用量在95%以上；用于上漿劑，漿膜的強(qiáng)度、可彎曲性能明顯提高；用再生絲心蛋白和羧甲基纖維素構(gòu)成的復(fù)合膜作為固定葡萄糖氧化酶的基質(zhì)，固定葡萄糖氧化酶和羧酸二茂鐵，制成的葡萄糖生物傳感器具有較高的靈敏度與穩(wěn)定性。研究表明，用濃度為1%(w/v)左右的CMC溶液調(diào)制硅膠勻漿時(shí)，制得的薄層板的色譜性能最佳，同時(shí)，這種在優(yōu)化條件下涂制的薄層板具有適當(dāng)?shù)膶訌?qiáng)度，適用于各種加樣技術(shù)，方便于操作。CMC對(duì)大多數(shù)纖維均有粘著性，能改善纖維間的結(jié)合，其粘度的穩(wěn)定性能確保上漿的均勻性，從而提高織造的效率。還可用于紡織品的整理劑，特別是永久性的抗皺整理，給織物帶來耐久性的變化。 CMC可用作涂料的防沉劑、乳化劑、分散劑、流平劑、粘合劑，能使涂料的固體份均勻地分布于溶劑中，使涂料長期不分層，還大量應(yīng)用于油漆中。 CMC用作絮凝劑在除去鈣離子方面比葡萄糖酸鈉更有效，用作陽離子交換時(shí)，其交換容量可達(dá)1.6 ml/g 。 CMC在造紙行業(yè)用作紙張施膠劑，可明顯提高紙張的干強(qiáng)度和濕強(qiáng)度及耐油性、吸墨性和抗水性。 CMC在化妝品中作為水溶膠，在牙膏中用作增稠劑，其用量在5%左右。 CMC可作為絮凝劑、螯合劑、乳化劑、增稠劑、保水劑、上漿劑、成膜材料等，還廣泛應(yīng)用于電子、農(nóng)藥、皮革、塑料、印刷、陶瓷、牙膏、日用化工等領(lǐng)域，而且由于其優(yōu)異的性能和廣泛的用途，還在不斷地開拓新的應(yīng)用領(lǐng)域，市場(chǎng)前景極為廣闊。 注意事項(xiàng) （1）本品與強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、重金屬離子（如鋁、鋅、汞、銀、鐵等）配伍均屬禁忌。 ?。?）本品允許攝入量為0～25mg/kg·d 。 10使用方法 將CMC直接與水混合，配制成糊狀膠液后，備用。在配置CMC糊膠時(shí)，先在帶有攪拌裝置的配料缸內(nèi)加入一定量的干凈的水，在開啟攪拌裝置的情況下，將CMC緩慢均勻地撒到配料缸內(nèi)，不停攪拌，使CMC和水完全融合、CMC能夠充分溶化。在溶化CMC時(shí)，之所以要均勻撒放、并不斷攪拌，目的是“為了防止CMC與水相遇時(shí)，發(fā)生結(jié)團(tuán)、結(jié)塊、降低CMC溶解量的問題”，并提高CMC的溶解速度。攪拌的時(shí)間和CMC完全溶化的時(shí)間并不一致，是兩個(gè)概念，一般來說，攪拌的時(shí)間要比CMC完全溶化所需的時(shí)間短得多，二者所需的時(shí)間視具體情況而定。 確定攪拌時(shí)間的依據(jù)是：當(dāng)CMC在水中均勻分散、沒有明顯的大的團(tuán)塊狀物體存在時(shí)，便可以停止攪拌，讓CMC和水在靜置的狀態(tài)下相互滲透、相互融合。 確定CMC完全溶化所需時(shí)間的依據(jù)有這樣幾方面： ?。?）CMC和水完全粘合、二者之間不存在固－液分離現(xiàn)象； ?。?）混合糊膠呈均勻一致的狀態(tài)，表面平整光滑； ?。?）混合糊膠色澤接近無色透明，糊膠中沒有顆粒狀物體。從CMC被投入到配料缸中與水混合開始，到CMC完全溶解，所需的時(shí)間在10～20小時(shí)之間。 11國標(biāo)標(biāo)準(zhǔn) GB/T 12028-2006洗滌劑用羧甲基纖維素鈉 684KB GB 1904-2005 食品添加劑 羧甲基纖維素鈉 342KB SY 5093-92 鉆井液用羧甲基纖維素鈉鹽 (CMC) 835KB GB 1904-2005 食品添加劑 羧甲基纖維素鈉 1579KB GB 1904-1989食品添加劑羧甲基纖維素鈉 213KB QB/T 2318-2007 牙膏用羧甲基纖維素鈉 625KB
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羧甲基纖維素的原理和用途
