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(chēng)：羧甲基纖維素鈉鹽，羧甲基纖維素，CMC，Carboxymethyl ，Cellulose Sodium,Sodium salt of Caboxy Methyl Cellulose）是當今世界上使用范圍最廣、用量最大的纖維素種類(lèi)。 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現狀 9應用 10使用方法 11國標標準 1基本信息 中文名稱(chēng):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(chēng):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)分子結構 由德國于1918年首先制得，并于1921年獲準專(zhuān)利而見(jiàn)諸于世。此后便在歐洲實(shí)現商業(yè)化生產(chǎn)。當時(shí)只為粗產(chǎn)品，用作膠體和粘結劑。1936～1941年，羧甲基纖維素鈉的工業(yè)應用研究相當活躍，發(fā)明了幾個(gè)相當有啟發(fā)性的專(zhuān)利。第二次世界大戰期間，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)品被認可為安全的食品添加劑。上世紀七十年代我國開(kāi)始采用，九十年代開(kāi)始普遍使用。是當今世界上使用范圍最廣、用量最大的纖維素種類(lèi)。 結構式: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(wú)臭、無(wú)味，具吸濕性。易于分散在水中成透明膠狀溶液，在乙醇等有機溶媒中不溶。1%水溶液pH為6.5～8.5，當pH>10或<5時(shí)，膠漿粘度顯著(zhù)降低，在pH=7時(shí)性能最佳。對熱穩定，在20℃以下粘度迅速上升，45℃時(shí)變化較慢，80℃以上長(cháng)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；在堿性溶液中很穩定，遇酸則易水解，pH值為2-3時(shí)會(huì )出現沉淀，遇多價(jià)金屬鹽也會(huì )反應出現沉淀。 4主要用途 食品工業(yè)中用作增稠劑，醫藥工業(yè)中用作藥物載體，日用化學(xué)工業(yè)中用作黏結劑、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)合國糧農組織(FAO)和世界衛生組織(WHO) 已正式稱(chēng)它為“改性纖維素”。 7質(zhì)量 衡量CMC質(zhì)量的主要指標是取代度(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，溶液的透明度及穩定性也越好。據報道，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(lèi)等。 8現狀 為了解決原料（棉短絨制成的精制棉）來(lái)源之不足，近幾年來(lái)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(kāi)辟了一條新的原料來(lái)源途徑，實(shí)現資源的綜合利用。一方面降低生產(chǎn)成本，另一方面CMC又往更高精細方向發(fā)展。CMC的研究與開(kāi)發(fā)主要著(zhù)重現有生產(chǎn)技術(shù)的改造與制造工藝的革新，以及具有獨特性能的CMC新產(chǎn)品，如國外研制成功并已普及應用的“溶媒-淤漿法”[3]工藝，生產(chǎn)出具有高穩定性能的新型改性CMC，由于取代度較高，取代基分布更為均勻，使其可以應用在更為廣闊的工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域和復雜的使用環(huán)境，滿(mǎn)足更高的工藝要求。國際上把這種新型改性CMC又稱(chēng)作“聚陰離子纖維素（簡(jiǎn)稱(chēng)PAC，Poly anionic cellulose）”。 9應用 概述 本品具有粘合、增稠、增強、乳化、保水、懸浮等作用。 CMC在食品中的應用 FAO和WHO已批準將純CMC用于食品，它是經(jīng)過(guò)很?chē)栏竦纳飳W(xué)、毒理學(xué)研究和試驗后才獲得批準的，國際標準的安全攝入量(ADI)是25mg/(kg·d)，即大約每人1．5 g/d。曾有報道說(shuō)，有人試驗攝入量達到10 kg也未有毒性反應。CMC在食品應用中不僅是良好的乳化穩定劑、增稠劑，而且具有優(yōu)異的凍結、熔化穩定性，并能提高產(chǎn)品的風(fēng)味，延長(cháng)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定的乳化分散液，其用量為0.2% ～ 0.5%。特別是對動(dòng)、植物油、蛋白質(zhì)與水溶液的乳化性能極為優(yōu)異，能使其形成性能穩定的勻質(zhì)乳狀液。因其安全可靠，因此，其用量不受?chē)沂称沸l生標準ADI限制。CMC 在食品領(lǐng)域不斷被開(kāi)發(fā)，在葡萄酒生產(chǎn)中應用羧甲基纖維素鈉的研究也已開(kāi)展。 CMC在醫藥的用途 在醫藥工業(yè)中可作針劑的乳化穩定劑，片劑的粘結劑和成膜劑。有人經(jīng)基礎及動(dòng)物實(shí)驗證明CMC是安全可靠的抗癌藥載體。用CMC作膜材料，研制的中藥養陰生肌散的改造劑型— —養陰生肌膜，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(wú)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(cháng)制劑在口腔內的滯留時(shí)間及制劑中藥物的藥效都有明顯提高 。丁哌卡因為強效局部麻醉藥，但它中毒時(shí)有時(shí)可產(chǎn)生較為嚴重的心血管副反應，故臨床上在廣泛應用丁哌卡因的同時(shí)，對其毒性反應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(zhù)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(lèi)抗炎藥聯(lián)合CMC可明顯緩解術(shù)后疼痛。預防腹部手術(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(wèn)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(lái)防止腹膜粘連的發(fā)生。CMC用于治療肝癌的導管肝動(dòng)脈灌注抗癌藥中，可以明顯延長(cháng)抗癌藥在腫瘤的滯留時(shí)間，增強抗腫瘤的力，提高治療效果。在動(dòng)物醫學(xué)上，CMC也有廣泛的用途。有報道[4]指出，向母羊腹腔內滴注1%CMC溶液來(lái)預防家畜難產(chǎn)、生殖道手術(shù)后發(fā)生腹部粘連有顯著(zhù)效果。 CMC在其它工業(yè)應用 在洗滌劑中，CMC可用作抗污垢再沉積劑，尤其是對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油井作為泥漿穩定劑、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成的復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定性。研究表明，用濃度為1%(w/v)左右的CMC溶液調制硅膠勻漿時(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的層強度，適用于各種加樣技術(shù)，方便于操作。CMC對大多數纖維均有粘著(zhù)性，能改善纖維間的結合，其粘度的穩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(lái)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(cháng)期不分層，還大量應用于油漆中。 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(yáng)離子交換時(shí)，其交換容量可達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度和濕強度及耐油性、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，還廣泛應用于電子、農藥、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(kāi)拓新的應用領(lǐng)域，市場(chǎng)前景極為廣闊。 注意事項 ?。?）本品與強酸、強堿、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加入一定量的干凈的水，在開(kāi)啟攪拌裝置的情況下，將CMC緩慢均勻地撒到配料缸內，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)生結團、結塊、降低CMC溶解量的問(wèn)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(lái)說(shuō)，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)間的依據是：當CMC在水中均勻分散、沒(méi)有明顯的大的團塊狀物體存在時(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(wú)色透明，糊膠中沒(méi)有顆粒狀物體。從CMC被投入到配料缸中與水混合開(kāi)始，到CMC完全溶解，所需的時(shí)間在10～20小時(shí)之間。 11國標標準 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