一、羧甲基纖維素簡(jiǎn)介
英文名稱(chēng):Carboxyl methyl Cellulose
簡(jiǎn)稱(chēng):CMC
分子式可變:[C6H7O2(OH)2CH2COONa]n
外觀:白色或微黃色纖維顆粒狀粉末。
水溶性:易溶于水,形成透明粘稠膠體,溶液呈中性或微堿性。
特性:表面活性膠體的高分子化合物,無(wú)臭、無(wú)味、無(wú)毒。
天然纖維素在自然界中分布廣泛,是含量最多的多糖。但在生產(chǎn)上,纖維素通常以羧甲基纖維素鈉鹽的形式存在,因此全名應(yīng)叫羧甲基纖維素鈉,即CMC—Na。廣泛應(yīng)用于工業(yè)、建筑、食品、紡織、陶瓷等領(lǐng)域。
二、羧甲基纖維素技術(shù)
纖維素的改性技術(shù)包括:醚化和酯化。
羧甲基纖維素的改造:醚化技術(shù)中的羧甲基化反應(yīng),纖維素經(jīng)羧甲基化得到羧甲基纖維素,簡(jiǎn)稱(chēng)CMC。
羧甲基纖維素水溶液作用:增稠、成膜、黏接、水分保持、膠體保護(hù)、乳化及懸浮。
三、羧甲基纖維素化學(xué)反應(yīng)
纖維素堿化反應(yīng):
[C6H7O2(OH) 3]n?+ nNaOH→[C6H7O2(OH) 2ONa ]n?+ nH2O
堿纖維素后的一氯乙酸的醚化反應(yīng):
[C6H7O2(OH) 2ONa ]n?+ nClCH2COONa →[C6H7O2(OH) 2OCH2COONa ]n?+ nNaC
因此:形成羧甲基纖維素的化學(xué)式為:Cell-O-CH2-COONa NaCMC
羧甲基纖維素鈉(NaCMC或簡(jiǎn)稱(chēng)CMC)是一種水溶性纖維素醚,可使大多數(shù)常用水 溶液制劑粘度在幾cP到幾千cP之間變化。
四、羧甲基纖維素產(chǎn)品特性
1、CMC水溶液保存:低溫或日光照射下穩(wěn)定,但因溫度變化會(huì)造成溶液酸堿性變化。紫外線(xiàn)照射或微生物影響下,會(huì)引起溶液粘度下降甚至腐敗,如需長(zhǎng)期保存,需加入適宜的防腐劑。
2、CMC水溶液配制方法:先使粒子均勻濕潤(rùn),能顯著增加溶解速度。
3、CMC具有吸濕性,保存時(shí)應(yīng)注意防潮。
4、鋅、銅、鉛、鋁、銀、鐵、錫、鉻等重金屬鹽類(lèi)能使CMC發(fā)生沉淀。
5、水溶液在PH2.5以下發(fā)生沉淀,可加堿中和后恢復(fù)。
6、鈣、鎂及食鹽等鹽類(lèi)雖然對(duì)CMC不起沉淀作用,但會(huì)降低溶液粘度。
7、CMC與其它水溶性膠類(lèi)及軟化劑、樹(shù)脂等均有相溶性。
8、CMC因加工不同,外觀可為細(xì)粉、粗?;蚶w維狀,與物理化學(xué)性能沒(méi)有關(guān)系。
9、CMC粉使用方法簡(jiǎn)單,在冷水或40-50℃溫水條件下,可直接加入溶解。
五、羧甲基纖維素取代度和溶解性
取代度指連接在每個(gè)纖維素單元上的羧甲基鈉基團(tuán)平均數(shù)量;取代度的最大值是3,但是在工業(yè)上用途最大的是取代度在0.5到1.2之間變化的NaCMC。 取代度為0.2-0.3的NaCMC與取代度為0.7-0.8的NaCMC的特性存在著很大的區(qū)別。前者只是部分溶于PH值為7的水,但后者是可完全溶解的。在堿性條件下情況正好相反。
六、羧甲基纖維素聚合度和粘度
聚合度:指纖維素鏈的長(zhǎng)度,決定著粘度的大小。纖維素鏈越長(zhǎng)粘度越大,NaCMC溶液也是如此。
粘度:NaCMC溶液是非牛頓液體,當(dāng)剪切力增強(qiáng)時(shí)其表觀粘度降低。在攪拌停止后,粘度成比例增加直到保持穩(wěn)定。也就是說(shuō),溶液具有觸變性。
七、羧甲基纖維素應(yīng)用范圍
1、建筑、陶瓷行業(yè)
(1) 建筑涂料:分散作用良好、涂層分布均勻;不分層,穩(wěn)定性能好;增稠效果良好,可調(diào)節(jié)涂料粘度。
(2) 陶瓷工業(yè):用作毛坯粘合劑,提高陶土的可塑性;持久釉料。
2、洗滌、化妝品、煙草、紡織印染行業(yè)
(1) 洗滌:洗滌劑中添加CMC,防止被洗下的污垢再次沉積在織物上。
(2) 化妝品:起增稠、分散、懸浮、穩(wěn)定等作用。利于化妝品的各項(xiàng)性能的充分發(fā)揮。
(3) 煙草:CMC用于煙草薄片的粘結(jié),可有效利用碎片、降低原煙葉的用量。
(4) 紡織:CMC作為織物的整理劑,可減少高速織機(jī)上跳紗、斷頭現(xiàn)象。
(5) 印染:用于印花漿料,可增強(qiáng)染料的親水、滲透能力,使得染色均勻、減少色差。
3、蚊香、電焊條行業(yè)
(1) 蚊香:CMC用于蚊香,增強(qiáng)蚊香的韌性、使其不易斷裂、破碎。
(2) 電焊條:CMC作為釉漿劑,使陶瓷型涂料更好粘結(jié)成型、涂刷性能更好,高溫時(shí)也具燒盡性能。
4、牙膏行業(yè)
(1) CMC與牙膏中各種原料配伍性好;
(2) 膏體細(xì)膩,不分水、不脫殼、不發(fā)粗,泡沫豐富;
(3) 穩(wěn)定性好,稠度適宜,能賦予牙膏良好的形狀、保持性和特別舒適的口感;
(4) 耐溫變及保濕、固香。
(5) 罐裝剪切拖尾性小。
5、食品行業(yè)
(1) 酸性飲料:作為穩(wěn)定劑,例如防止酸奶中蛋白質(zhì)凝聚而發(fā)生沉淀、分層;在水中溶解后口感更佳;良好的取代均勻性。
(2) 冰淇淋:使水、脂肪、蛋白質(zhì)等形成均勻、分散、穩(wěn)定的混合物,避免冰晶出現(xiàn)。
(3) 面包糕點(diǎn):CMC可以控制糊狀物的粘度、增強(qiáng)產(chǎn)品水分保持性和耐藏性。
(4) 方便面:增加面條的韌性耐煮性能;餅干、薄餅中成型性好,餅面光潔、不易破碎。
(5) 速食糊類(lèi):作為膠基。
(6) CMC在生理學(xué)上是惰性的,沒(méi)有熱值。因此可以制造低熱食品。
6、造紙工業(yè):CMC用于紙張的施膠,使紙張具有高致密性、良好的抗墨水滲透性、高集蠟性和光滑度。在紙張上色過(guò)程中,共有助于控制色漿滾動(dòng)性;可改善紙張內(nèi)部纖維間粘性狀態(tài),從而提高紙張強(qiáng)度和耐折。
7、石油工業(yè):CMC用于石油、天然氣的鉆探、掘井等工程。
8、其它:用于制鞋帽、鉛筆等的粘合劑,皮革上的上光劑、著色劑,泡沫滅火機(jī)的穩(wěn)定劑等。