羧甲基纤维素钠是什么
羧甲基纤维素钠(carboxymethylcellulose,CMC),由德国于 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。 为了解决原料来源之不足,近5年来我国一些科研单位 ...全部
羧甲基纤维素钠(carboxymethylcellulose,CMC),由德国于 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。
为了解决原料来源之不足,近5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CIVIC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_l J。
CIVIC因具有优良的 水溶性与成膜性等特性,广泛应用于石油、地质、日化、轻工、 食品、医药等工业中,被誉为“工业的味精”。1989年4月化 工部将CIVIC列为“新领域精细化工‘八五’规划产品”l2J。
目前,CMC的研究与开发,主要着重现有生产技术的改 造与工艺的革新,以及独特性能的CMC新产品的合成。 1 CMC的结构特性 羧甲基纤维素是一种水溶性纤维素醚,通常具有实用价 值是它的钠盐。
所以通常CMC就指羧甲基纤维素钠。它的 基本水分子结构见图1。 </\2簋; 一1.1。 \/ /\o一\Il \ 6 l 图1 羧甲基纤维素钠水分子结构 CIVIC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6 400(±1 000)。
主要的副产物是氯化钠及乙醇酸钠。CMC属于天然纤维素 改陛。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”l3J。 衡量CMC质量的主要指标是取代度( )和粘度。
一般 DS不同则CMC的性质也不同;取代度增大,溶液的透明度 及稳定性也越好。据报道,CIVIC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l4]。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粘度的 一些因素,例如碱与醚化剂之间的用量关系、醚化时间、体系 作者简介牛生洋(1976一),男,甘肃张掖人,硕士,助教,从事食品科学 教学与研究工作。
收稿日期2006-05.12 含水量、温度、DH值、溶液浓度及盐类等_5J。 2 aMC的应用进展 2.1 CMC在食品工业中的应用 FAO和WH O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25 mg/(kg·d),即大约每人1.5 g/a。
曾有报道说,有人试验摄入 量达到10 kg也未有毒性反应_6J。 CIVIC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_7J。
在豆奶、冰淇淋、雪糕、果冻、饮料、罐头中的 用量约为1% ~15%。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% ~ 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。
因其安全可靠性 高,因此,其用量不受国家食品卫生标准ADI限~mjI8J。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_9J。 2。2 CMC在医药行业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_l 。
有人经基础及动 物实验证明CMC是安全可靠的抗癌药载体_ll 11。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l】 。
用聚乙烯醇与羧甲 基纤维素钠及聚羧乙烯以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_l 。
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_l引。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_l 。
CMC用于治疗肝癌的导管肝动脉灌注抗癌药(11H ) 中,可以明显延长抗癌药在肿瘤的滞留时间,增强抗肿瘤的 能力,提高治疗效果_l 。 在动物医学上,CMC也有广泛的用途_l 。有报道指出, 维普资讯 34卷15期 牛生洋等羧甲基纤维素钠的应用进展 3575 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_l 。
2.3 CIVIC在其他工业中的应用在洗涤剂中,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[17]。
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[1sl;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l1 。
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 (或7,7,8,8.四氰代二甲基苯醌,TCNQ)制成的葡萄糖生物传 感器具有较高的灵敏度与稳定性 J。
研究表明,用浓度为 1.O%(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l15,21 J。
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l183。
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,还大量应用于油灰中_l 。 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/gE 。
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。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_2 。
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、E1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,潜。收起