1.КМЦ Значение
Карбоксиметилцеллюлоза натрия (сокращенно КМЦ) является водорастворимым целлюлозным эфиром и широко используется в таких отраслях, как пищевая, медицинская, бытовая химия, нефтяная, текстильная и бумажная промышленность. Как эффективная и многофункциональная добавка, КМЦ обладает отличными свойствами, такими как загущение, стабилизация, эмульгирование и удержание воды. Это руководство предоставит подробное введение в источники сырья, область применения, производственный процесс и рыночные перспективы КМЦ, помогая клиентам получить всестороннее понимание этого важного продукта.
2. Историческое развитие КМЦ
В начале 19 века: Ученые впервые обнаружили, что целлюлоза может быть модифицирована химическими методами.
В 1918 году немецкие химики впервые синтезировали карбоксиметилцеллюлозу (КМЦ).
В 1930-х годах: Началось промышленное производство, изначально использовавшееся в клеевой и текстильной промышленности.
В 1950-х годах: Пищевой КМЦ был одобрен для использования и стал пищевой добавкой (E466).
В 21 веке, с ростом требований к охране окружающей среды, применение КМЦ в таких областях, как медицина и новые источники энергии, быстро расширилось.
Сегодня КМЦ стал одним из самых широко используемых водорастворимых целлюлозных эфиров в мире, с ежегодным выпуском, превышающим один миллион тонн.2. Источники сырья карбоксиметилцеллюлозы натрия
3. Источник сырья для КМЦ
1Хлопковая вата
Хлопковые линтеры являются побочными продуктами переработки хлопка. Они имеют высокое содержание целлюлозы (>90%) и высокую чистоту, что делает их предпочтительным сырьем для производства высококачественного КМЦ.
Он применим для производства фармацевтического и пищевого КМЦ.
2) Древесная масса
Он извлекается из древесины с помощью химических или механических процессов варки, с содержанием целлюлозы примерно от 70% до 85%.
Он имеет относительно низкую стоимость и часто используется в производстве промышленного КМЦ, например, в нефтяном бурении, текстильной печати и крашении и других областях.
(3) Другие растительные волокна
Материалы, такие как бамбук и остатки сахарного тростника, также могут использоваться в качестве сырья для КМЦ, но они менее применимы и обычно используются для продуктов с особыми требованиями.
4. Область применения карбоксиметилцеллюлозы натрия
КМЦ, благодаря своим выдающимся характеристикам, играет важную роль во многих отраслях:
(1) Пищевая промышленность
- Загуститель: Используется в мороженом, йогурте, желе и т.д., чтобы улучшить вкус.
- Стабилизатор: Предотвращает расслоение напитков и продлевает срок их хранения.
- Влагоудерживающий агент: Удерживает влагу в хлебе и тортах, чтобы замедлить их старение.
(2) Фармацевтическая промышленность
- Связующее для таблеток: Улучшает формуемость и растворимость таблеток.
- Фармацевтические вспомогательные вещества: используется для загущения и стабилизации мазей и гелей.
- Искусственные слезы: Как смазка для облегчения синдрома сухого глаза.
(3) Бытовая химия
- Зубная паста: Придает пасте соответствующую вязкость и блеск.
- Шампунь и гель для душа: Повышает консистенцию и улучшает пользовательский опыт.
- Косметика: Используется для стабилизации и загущения лосьонов и масок для лица.
(4) Нефтяная промышленность
- Добавка для бурового раствора: Увеличивает вязкость бурового раствора и стабилизирует ствол скважины.
- Жидкость для гидроразрыва: Используется для гидравлического разрыва пласта при добыче сланцевого газа.
(5) Текстиль и производство бумаги
- Текстильная печать и окрашивание: В качестве агента для проклейки он усиливает сцепление волокон.
- Агент для проклейки бумаги: Усиливает прочность и водостойкость бумаги.
(6) Другие приложения
CMC также широко используется в таких отраслях, как керамика, покрытия и строительные материалы в качестве связующего или модификатора реологии.
5. Процесс производства карбоксиметилцеллюлозы натрия
Производство CMC в основном включает такие этапы, как алкализация, этерификация, нейтрализация, очистка и сушка.
(1) Реакция алкализации
Целлюлоза реагирует с гидроксидом натрия (NaOH) с образованием щелочной целлюлозы.
Cell-OH + NaOH → Cell-ONa + H2OCell-OH + NaOH → Cell-ONa + H2O
(2) Реакция этерификации
Реакция щелочной целлюлозы с хлорацетатом натрия (ClCHCOONa) вводит карбоксиметильные группы:
Cell-ONa + ClCH2COONa → Cell-O-CH2COONa + NaClCell-ONa + ClCH2COONa → Cell-O-CH2COONa + NaCl
(3) Нейтрализация и очистка
Регулируйте pH до нейтрального (6-8) с помощью кислоты (например, соляной кислоты).
Побочные продукты (такие как NaCl и гликолят натрия) удаляются путем промывки водой и спиртом.
(4) Сушка и измельчение
Порошковый CMC получают путем распылительной сушки или сушки в псевдоожиженном слое.
Регулируйте тонкость (80 меш - 200 меш) по мере необходимости.
(5) Контроль качества
- Степень замещения (DS): Он измеряет степень карбоксиметилирования, обычно варьируется от 0,4 до 1,5, и для пищевой степени DS составляет ≥0,7.
- Чистота: Определите содержание примесей, таких как хлориды и тяжелые металлы.
- Вязкость: Различные приложения имеют разные требования к вязкости (например, вязкость 1% раствора составляет от 10 до 10 000 мПа·с).
6. Рыночные перспективы CMC
С усилением экологической защиты и осведомленности о здоровье, рыночный спрос на CMC продолжает расти:
- Пища и медицина: Натуральный и безопасный CMC в качестве альтернативы синтетическим добавкам.
- Новая энергия и охрана окружающей среды: Используется в новых областях, таких как сепараторы литиевых батарей и очистка сточных вод.
- Глобальный рынок: Ожидается, что размер рынка CMC превысит 2 миллиарда долларов США к 2025 году.
7. Как выбрать правильные продукты CMC?
Клиенты должны учитывать следующие факторы при выборе CMC:
Области применения: Пищевая, фармацевтическая или промышленная степень
- Степень замещения (DS): Высокий DS (>0,8) подходит для требований высокой вязкости.
- Диапазон вязкости: Низкая вязкость (<100 мПа·с) используется для напитков, а высокая вязкость (>1000 мПа·с) используется для буровых растворов.
- Растворимость: Некоторые продукты необходимо растворять в холодной воде немедленно, в то время как другие необходимо растворять при нагревании.
8.Заключение
Карбоксиметилцеллюлоза натрия (CMC), как многофункциональный и экологически чистый полимерный материал, играет незаменимую роль во многих отраслях. Будь то загуститель для пищи, фармацевтические эксципиенты, добыча нефти или ежедневная химическая промышленность, CMC может предоставить эффективные решения. С технологическим прогрессом область применения CMC будет расширяться, и рыночные перспективы широки.
