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羧甲基纤维素钠  

2013-05-17 23:30:23|  分类: 教学考试 |  标签: |举报 |字号 订阅

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甲基纤维素钠,(又称:羧甲基纤维素钠盐,羧甲基纤维素,CMC)是当今世界上使用范围最广、用量最大的纤维素种类。
分子式:C8H16NaO8
分子量:263.1976
诞生

  羧甲基纤维素钠(CMC)分子结构

德国于1918年首先制得,并于1921年获准专利而见诸于世。此后便在欧洲实现商业化生产。当时只为粗产品,用作胶体和粘结剂。1936~1941年,羧甲基纤维素钠的工业应用研究相当活跃,发明了几个相当有启发性的专利。第二次世界大战期间,德国将羧甲基纤维素钠用于合成洗涤剂。Hercules公司于1943年为美国首次制成羧甲基纤维素钠,并于1946年生产精制的羧甲基纤维素钠产品,该产品被认可为安全的食品添加剂。上世纪七十年代我国开始采用,九十年代开始普遍使用。是当今世界上使用范围最广、用量最大的纤维素种类。
结构式:C6H7O2(OH)2OCH2COONa 分子式:C8H11O7Na

性状

本品为纤维素羧甲基醚的钠盐,属阴离子型纤维素醚,为白色或乳白色纤维状粉末或颗粒,密度0.5-0.7克/立方厘米,几乎无臭、无味,具吸湿性。易于分散在水中成透明胶状溶液,在乙醇等有机溶媒中不溶。1%水溶液pH为6.5~8.5,当pH>10或<5时,胶浆粘度显著降低,在pH=7时性能最佳。对热稳定,在20℃以下粘度迅速上升,45℃时变化较慢,80℃以上长时间加热可使其胶体变性而粘度和性能明显下降。易溶于水,溶液透明;在碱性溶液中很稳定,遇酸则易水解,PH值为2-3时会出现沉淀,遇多价金属盐也会反应出现沉淀。

  羧甲基纤维素钠(CMC)外观

主要用途

食品工业中用作增稠剂,医药工业中用作药物载体,日用化学工业中用作黏结剂、抗再沉凝剂。印染工业中用作上浆剂和印花糊料的保护胶体等。在石油化工中可作为采油压裂液成分。[2]

配伍禁忌

羧甲基纤维素钠与强酸溶液,可溶性铁盐,以及一些其他金属如铝、汞和锌等有配伍禁忌,PH﹤2时,以及与95%的乙醇混合时,会产生沉淀。
羧甲基纤维素钠与明胶及果胶可以形成共凝聚物,也可以与胶原形成复合物,能沉淀某些带正电的蛋白。

工艺

CMC通常是由天然纤维素与苛性碱及一氯醋酸反应后制得的一种阴离子型高分子化合物,分子量6400(±1 000)。主要副产物是氯化钠及乙醇酸钠。CMC属于天然纤维素改性。目前联合国粮农组织(FAO)和世界卫生组织(WHO) 已正式称它为“改性纤维素”。

质量

衡量CMC质量的主要指标是取代度(DS)和纯度。一般DS不同则CMC的性质也不同;取代度增大,溶解性就增强,溶液的透明度及稳定性也越好。据报道,CMC取代度在0.7~1.2时透明度较好,其水溶液粘度在pH值为6~9时最大。为保证其质量,除了选择醚化剂外,还必须考虑影响取代度和纯度的一些因素,例如碱与醚化剂之间的用量关系、醚化时间、体系含水量、温度、pH值、溶液浓度及盐类等。

现状

为了解决原料(棉短绒制成的精制棉)来源之不足,近几年来我国一些科研单位与企业共同合作,综合利用稻草、地脚棉(废棉)、豆腐渣等试制生产CMC获得成功,生产成本大大下降,这样为CMC工业生产开辟了一条新的原料来源途径,实现资源的综合利用。一方面降低生产成本,另一方面CMC又往更高精细方向发展。目前,CMC的研究与开发主要着重现有生产技术的改造与制造工艺的革新,以及具有独特性能的CMC新产品,如国外研制成功并已普及应用的“溶媒-淤浆法[3]工艺,生产出具有高稳定性能的新型改性CMC,由于取代度较高,取代基分布更为均匀,使其可以应用在更为广阔的工业生产领域和复杂的使用环境,满足更高的工艺要求。国际上把这种新型改性CMC又称作“聚阴离子纤维素(简称PAC,Poly anionic cellulose)”。

应用

概述

本品具有粘合、增稠、增强、乳化、保水、悬浮等作用。

  高粘度羧甲基纤维素钠(CMC)的水溶液

CMC在食品中的应用

FAO和WHO已批准将纯CMC用于食品,它是经过很严格的生物学、毒理学研究和试验后才获得批准的,国际标准的安全摄入量(ADI)是25mg/(kg·d),即大约每人1.5 g/d。曾有报道说,有人试验摄入量达到10 kg也未有毒性反应。CMC在食品应用中不仅是良好的乳化稳定剂、增稠剂,而且具有优异的冻结、熔化稳定性,并能提高产品的风味,延长贮藏时间。在豆奶、冰淇淋、雪糕、果冻、饮料、罐头中的用量约为1% ~1.5%。CMC还可与醋、酱油、植物油、果汁、肉汁、蔬菜汁等形成性能稳定的乳化分散液,其用量为0.2% ~ 0.5%。特别是对动、植物油、蛋白质与水溶液的乳化性能极为优异,能使其形成性能稳定的匀质乳状液。因其安全可靠,因此,其用量不受国家食品卫生标准ADI限制。CMC 在食品领域不断被开发,近年来,在葡萄酒生产中应用羧甲基纤维素钠的研究也已开展。

CMC在医药的用途

在医药工业中可作针剂的乳化稳定剂,片剂的粘结剂和成膜剂。有人经基础及动物实验证明CMC是安全可靠的抗癌药载体。用CMC作膜材料,研制的中药养阴生肌散的改造剂型— —养阴生肌膜,能用于皮肤磨削手术创面和外伤性创面。动物模型研究表明,该膜防止创面感染,与纱布敷料无明显差异,在控制创面组织液渗出与创面快速愈合上,此膜明显优于纱布敷料,并有减轻术后水肿和创面刺激作用。用聚乙烯醇:羧甲基纤维素钠:聚羧乙烯按3:6:1的比例制成的膜剂为最佳处方,粘附性及释放速率均增加,在增加粘膜粘附缓释膜剂的粘附力,延长制剂在口腔内的滞留时间及制剂中药物的药效都有明显提高 。丁哌卡因为强效局部麻醉药,但它中毒时有时可产生较为严重的心血管副反应,故临床上在广泛应用丁哌卡因的同时,对其毒性反应的防治研究一直较为重视。药剂研究显示,CIVIC作为缓释物质与丁哌卡因溶液进行配制可显著降低药物的副作用。在PRK手术中,采用低浓度地卡因与非甾体类抗炎药联合CMC可明显缓解术后疼痛。预防腹部手术后腹膜粘连、减少肠梗阻的发生是临床外科最关注的问题之一。有研究表明,CMC减轻术后腹膜粘连程度的作用明显优于透明质酸钠,可作为一种有效的方法来防止腹膜粘连的发生。CMC用于治疗肝癌的导管肝动脉灌注抗癌药中,可以明显延长抗癌药在肿瘤的滞留时间,增强抗肿瘤的力,提高治疗效果。在动物医学上,CMC也有广泛的用途。有报道[4]指出,向母羊腹腔内滴注1%CMC溶液来预防家畜难产、生殖道手术后发生腹部粘连有显著效果。

CMC在其它工业应用

在洗涤剂中,CMC可用作抗污垢再沉积剂,尤其是对疏水性的合成纤维织物的抗污垢再沉积效果,明显优于羧甲基纤维。
CMC在石油钻探中可用于保护油井作为泥浆稳定剂、保水剂,每口油井的用量为浅井2.3t,深井5.6t;
在纺织工业中用作上浆剂、印染浆的增稠剂、纺织品印花及硬挺整理。用于上浆剂能提高溶解性及粘变,并容易退浆;作为硬挺整理剂,其用量在95%以上;用于上浆剂,浆膜的强度、可弯曲性能明显提高;用再生丝心蛋白和羧甲基纤维素构成的复合膜作为固定葡萄糖氧化酶的基质,固定葡萄糖氧化酶和羧酸二茂铁,制成的葡萄糖生物传感器具有较高的灵敏度与稳定性。研究表明,用浓度为1%(w/v)左右的CMC溶液调制硅胶匀浆时,制得的薄层板的色谱性能最佳,同时,这种在优化条件下涂制的薄层板具有适当的层强度,适用于各种加样技术,方便于操作。CMC对大多数纤维均有粘着性,能改善纤维间的结合,其粘度的稳定性能确保上浆的均匀性,从而提高织造的效率。还可用于纺织品的整理剂,特别是永久性的抗皱整理,给织物带来耐久性的变化。
CMC可用作涂料的防沉剂、乳化剂、分散剂、流平剂、粘合剂,能使涂料的固体份均匀地分布于溶剂中,使涂料长期不分层,还大量应用于油漆中。
CMC用作絮凝剂在除去钙离子方面比葡萄糖酸钠更有效,用作阳离子交换时,其交换容量可达1.6 ml/g 。
CMC在造纸行业用作纸张施胶剂,可明显提高纸张的干强度和湿强度及耐油性、吸墨性和抗水性。
CMC在化妆品中作为水溶胶,在牙膏中用作增稠剂,其用量在5%左右。
CMC可作为絮凝剂、螯合剂、乳化剂、增稠剂、保水剂、上浆剂、成膜材料等,还广泛应用于电子、农药、皮革、塑料、印刷、陶瓷、牙膏、日用化工等领域,而且由于其优异的性能和广泛的用途,还在不断地开拓新的应用领域,市场前景极为广阔。
注意事项
(1)本品与强酸、强碱、重金属离子(如铝、锌、汞、银、铁等)配伍均属禁忌。
(2)本品允许摄入量为0~25mg/kg·d 。

使用方法

将CMC直接与水混合,配制成糊状胶液后,备用。在配置CMC糊胶时,先在带有搅拌装置的配料缸内加入一定量的干净的水,在开启搅拌装置的情况下,将CMC缓慢均匀地撒到配料缸内,不停搅拌,使CMC和水完全融合、CMC能够充分溶化。在溶化CMC时,之所以要均匀撒放、并不断搅拌,目的是“为了防止CMC与水相遇时,发生结团、结块、降低CMC溶解量的问题”,并提高CMC的溶解速度。搅拌的时间和CMC完全溶化的时间并不一致,是两个概念,一般来说,搅拌的时间要比CMC完全溶化所需的时间短得多,二者所需的时间视具体情况而定。
确定搅拌时间的依据是:当CMC在水中均匀分散、没有明显的大的团块状物体存在时,便可以停止搅拌,让CMC和水在静置的状态下相互渗透、相互融合。
确定CMC完全溶化所需时间的依据有这样几方面:
(1)CMC和水完全粘合、二者之间不存在固-液分离现象;
(2)混合糊胶呈均匀一致的状态,表面平整光滑;
(3)混合糊胶色泽接近无色透明,糊胶中没有颗粒状物体。从CMC被投入到配料缸中与水混合开始,到CMC完全溶解,所需的时间在10~20小时之间。(百度百科http://baike.baidu.com/view/789521.htm

羧甲基纤维素钠滴眼液 - Allergan Pharmaceuticals Ireland

商品名:艾尔建     成份:本品每毫升含羧甲基纤维素钠5mg。
适应症:用于缓解眼部干燥或因暴露于阳光或风沙所引起的眼部烧灼、刺痛等不适感,也是防止进一步刺激的保护剂。

羧甲基纤维素

含量分析 毒性 使用限量 食品添加剂最大允许使用量最大允许残留量标准 羧甲基纤维素 试剂级价格

CAS号: 9004-32-4
英文名称: Carboxymethyl cellulose
英文同义词: b10;cmc2;s75m;7h3sf;carbo;cmc7h;cmc7m;cmc41a;cmc4h1;cmc4m6
中文名称: 羧甲基纤维素
中文同义词: 纤维素胶;酸甲基纖維;羧甲基纤维素;羧甲纤维素钠;羧甲基纤维素钠;羧甲基纤维素I;羧甲基纤维素V;羧甲基纤维素钠盐;羧甲基纤维素 1;羧甲基纤维素II
CBNumber: CB5209844
分子式: C6H7O2(OH)2CH2COONa
分子量: 0
MOL File: Mol file
羧甲基纤维素 化学性质
熔点 : 274 °C (dec.)
密度 : 1,6 g/cm3
溶解度 : H2O: 20 mg/mL, soluble
form : low viscosity
水溶解性 : soluble
Merck : 14,1829
稳定性: Stable. Incompatible with strong oxidizing agents.
EPA化学物质信息: Cellulose, carboxymethyl ether, sodium salt(9004-32-4)
安全信息
危险类别码 : 40
安全说明 : 24/25
WGK Germany : 1
RTECS号: FJ5950000
F : 3

羧甲基纤维素 MSDS


Carboxymethyl cellulose

羧甲基纤维素 性质、用途与生产工艺

含量分析
羧甲基纤维素钠的百分含量按100减去下述氯化钠和乙醇酸钠的百分含量而得。
氯化钠含量 精确称取试样约5g,移人一250m1烧杯,加水50ml和30%过氧化氢5ml,在蒸汽浴上加热20min,偶尔搅拌一下,至完全溶解。冷却,采用硫酸银和硫酸汞一硫酸钾电极,并不停搅拌,加水100ml和硝酸10ml,然后用0.05mol/L硝酸银滴定至电位终点。按下式计算试样中的氯化钠百分含量:
(584.4Vc)/(100-6)ω其中,V和c分别为所耗硝酸银的体积(m1)和浓度(mol/L);6为所测得的干燥失重;ω为试样质量(g);584.4为氯化钠的分子量。
乙醇酸钠含量准确称取试样约500mg,移入一100ml烧杯,先经5ml冰乙酸随后用5ml水湿润,然后用玻棒搅至溶液状(一般约需15min)。在搅拌下缓慢加入丙酮50ml,然后加氯化钠1g,搅拌数分钟使羧甲基纤维素钠全部沉淀。经一已用少量丙酮湿润过的软质粗孔滤纸过滤,将滤液收集于一100ml容量瓶中,另用30ml丙酮将滤渣移人滤纸并淋洗滤渣,然后用丙酮稀释,定容后混匀。
按下述制备标准液:准确称取室温下干燥器中过夜的乙醇酸100mg,移人一100ml容量瓶中,用水溶解,定容后混匀。该液应在30天之内使用。将该液1.0.、2.0、3.0和4.0m1分别移入四只100ml容量瓶中,分别加水至约5ml,然后加冰乙酸5ml,并用丙酮稀释、定容。
取前述试样液2.0ml和各标准液各2.0ml,分别移入五只25ml容量瓶中,另配一空白瓶,内含由冰乙酸和水各占5%的丙酮液2.0ml。将各容量瓶不加盖在沸水浴上保持20min以除去丙酮,取下,冷却。每只瓶中各加2,7-二羟萘试液(TS-85)5.0ml,强力混合后再加15ml,再强烈混合。取小片铝薄盖口。将容量瓶垂直放入沸水浴中保持20min,然后取出,冷却,用硫酸定容后混匀。
用一适当的分光光度计,以空白液为对比,在540nm处测定各液的吸光度,按标准液吸光度绘制标准曲线,然后根据标准曲线和试样的吸光度求出试样中乙醇酸的质量(mg)叫,然后按下式求出试样中
毒性

ADI不作特殊规定(FAO/WHO,2001)。
LD50(大鼠,经口)27g/kg。
GRAS(FDA,§182.1745,2000)。
使用限量

GB 2760-96(g/kg):方便面5;非固体饮料1.2;冰棍、雪糕、冰淇淋、糕点、饼干、果冻、膨化食品,均GMP。
FAO/WHO(1984,g/kg):沙丁鱼、鲭鱼罐头20;即食肉汤、羹4000 mg/kg;酪农干酪、掼打用稀奶油5,融化干酪8,增香蛋黄酱5000rag/kg。
食品添加剂最大允许使用量最大允许残留量标准
添加剂中文名称 允许使用该种添加剂的食品中文名称 添加剂功能 最大允许使用量(g/kg) 最大允许残留量(g/kg)
羧甲基纤维素钠 食品 增稠剂 按生产需要适量使用(有特别规定的除外)
羧甲基纤维素钠 饮料类(除外包装饮用水) 增稠剂 5.0
化学性质 
白色或淡黄色纤维状粉末,无臭,无味。易分散于水中成为透明的胶体,不溶于乙醇、丙酮和乙醚等有机溶剂。有吸湿性,1%的水溶液Ph值为6.5~8.0。对热不稳定,温度升高则黏度下降,褐变温度226~228℃,碳化温度252~253℃。小白鼠经口LD5027g/kg,ADI不作特殊规定(FAO/WHO,1994)。
用途 
作乳化稳定剂和增稠剂。我国规定可用于方便面,最大使用量5g/kg;在饮料(不包括固体饮料)中最大使用量1.2g/kg;在饼干、膨化食品、冰棍、雪糕、糕点和果冻中,按生产需要适量使用。
用途 
增稠剂,稳定剂;组织改进剂;胶凝剂;非营养性膨松剂;水分移动控制剂;泡沫稳定剂;降低脂肪吸附。
因具有粘性、稳定性、保护胶体性、薄膜形成性等,用于冰淇淋改善保水性及组织结构(0.3%~0.5%)。但需与海藻酸钠等合用。
用于速煮面使产品均匀,结构改善,容易控制水分,便于操作。
添加于果酱、奶油、花生白脱等可改善涂抹性。对果酱、调味酱的用量为0.5%~1%。
面包、蛋糕等在小麦中添加0.1%,可防止水分蒸发、老化。
尚用作粉末油脂、香料等的固形剂,其用量20%~60% (CMC水溶液中拌人油脂、香料等,充分乳化、干燥、粉碎而成)。
啤酒的泡沫稳定剂。
果蔬、蛋等用含对羟基苯甲酸酯的2%~3%CMC溶液被覆、干燥,以保持风味,防霉。吸水后膨胀性强,不消化,用于饼干等可作减肥食品。
用途 
在医药、日化、食品行业中广泛用作增稠剂、悬浮剂、粘结剂、保护胶体等
用途 
用于石油钻井、纺织印染
用途 
用于石油与天然气钻井用泥浆稳定剂、纺织品浆料、造纸增强剂、胶粘剂等
用途 
用于合洗、卷烟、建筑、日用化工
用途 
用于纺织上浆、钻探等
用途 
用做水基钻井液降滤失剂,具有一定的增粘作用。
用途 
可用于浆内添加作为补强剂,还用于表面施胶,在涂布加工纸时用作粘度调节剂等。
用途 
CMC的最大用途是配制肥皂及合成洗涤剂,在重级清洁剂中大约添加1%的CMC,用以防止洗出的污物再沉淀于织物上。其次是用作石油工业钻井泥浆的悬浮稳定剂,在造纸工业中作添加剂可提高纸的纵向强度和平滑度,作涂料可提高纸的印刷可适应性,在食品工业中用作增稠剂、乳液稳定剂及冰淇淋的冰晶抑制剂;在纺织工业中用作浆剂、印染浆的增稠剂;在医药工业中可作针剂的乳化稳定剂、片剂的粘结剂和成膜剂;在化妆品中、陶瓷等生产中用作增稠剂。对CMC的毒性试验表明,口服和皮肤接触完全没有生理活性,即使小鼠口服10g/kg的剂量也未发现毒性。联合国粮农组织和世界卫生组织专门委员会也确认了该品的安全性,并规定人一日允许摄取量(ADI)为0-30mg/kg。
用途 
聚阴离子纤维素(Poly anioniccellulose)简称PAC,是由天然纤维素经化学改性而制得的水溶性纤维素醚类衍生物,是一种重要的水溶性纤维素醚,通常应用其钠盐。聚阴离子纤维素有很好的耐热稳定性和耐盐性,抗菌性强。本产品配制的泥浆流体具有良好的降失水性、抑制性、较高的耐温性。广泛应用于石油钻井,特别是盐水井和海洋石油钻井。PAC-LV:低粘聚阴离子纤维素。
生产方法 
羧甲基纤维素的生产方法是将纤维素与氢氧化钠反应生成碱纤维素,然后用一氯乙酸进行羧甲基化而制得。制法可分为以水为介质进行反应的水媒法和在异丙醇、乙醇、丙酮等溶剂中进行反应的溶剂法。
生产方法 
将精制棉,苛性钠,酒精混合液,氯乙酸酒精溶液一起加入捏和机中进行碱化和醚化。再用盐酸中和,酒精洗涤,然后烘干,粉碎得产品。
生产方法 
将脱脂漂白的棉线按比例浸入35%的浓碱液中,浸泡约30 min取出。液碱可循环使用。浸泡后的棉短线称至平板压榨机上,以14 MPa的压力,压出碱液,得碱化棉。
将碱化棉投入醚化釜内,加酒精15份在搅拌下缓缓加入氯醋酸酒精溶液,于30 ℃下2 h完成,加完后在40 ℃下搅拌3 h得醚化棉。加酒精(70%)120 份于醚化棉中,搅拌0.5 h,加盐酸调pH值至7。用酒精洗两次,滤出酒精,在80 ℃下鼓风干燥,粉碎得成品。
根据配料比不同可生产出低取代度(<0.4)、中取代度(0.4~1.2)产品。
生产方法 
用氢氧化钠处理纤维素形成碱纤维素,与一氯醋酸钠混合,经熟化数日(20~30℃)得制品
生产方法 
通常以精制棉为原料,与氢氧化钠反应生成碱纤维素,再用氯乙酸进行羧甲基化制得成品。
(C6H9O4OH)n+nNaOH→(C6H9O4ONa)n[ClCH2COOH]→(C6H9O4OCH2COONa)n
国内采用的工艺有以水为介质的传统水媒法和以有机溶剂为反应介质的溶媒法。
传统水媒法
用18%~19%的碱液喷人捏合机中,在30~35℃下使精制棉碱化生成碱纤维素,然后用固体氯乙酸钠进行捏合醚化。前1~2h温度控制在35℃以下;后1h温度控制在45~55℃。再经一段时间熟化(使醚化完全)后干燥、粉碎得成品。
溶媒法
精制棉于捏合机中,碱液按一定的流量喷入捏合机中,使纤维素充分膨化,同时加入适量的乙醇,碱化温度控制在30~40℃,时间15~25min。碱化完全后喷入氯乙酸乙醇溶液,在50~60℃下醚化2h。再用盐酸乙醇溶液中和、洗涤以除去氯化钠,用离心机脱醇去水,最后经干燥和粉碎得成品。
类别
有毒物品
毒性分级
低毒
急性毒性
口服- 大鼠  LD50: 27000  毫克/ 公斤; 口服- 小鼠 LD50: > 27000 毫克/公斤
可燃性危险特性
可燃, 火场排出含氧化钠辛辣刺激烟雾
储运特性
库房低温, 通风, 干燥
灭火剂
水, 二氧化碳, 干粉, 砂土
羧甲基纤维素 上下游产品信息
上游原料
乙酸乙醇 碱纤维素 乙醇 氯乙酸 精制棉 微晶纤维素 乙酸 氢氧化钠 捏合机 固体氯 甲壳素 氯乙酸钠
下游产品
促肾上腺皮质激素 脱乙酰壳聚糖-羧甲基纤维素聚电介质复合物合成和药物控制释放 SOD抗衰老牙膏 安神牙膏 羧甲基纤维素钙 珠光牙膏
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