当前位置：文档之家 › 羧甲基纤维素的合成

羧甲基纤维素的合成

  • 格式：pdf
  • 大小：199.21 KB
  • 文档页数：2

化学化工学院材料化学专业实验报告

实验名称： 羧甲基纤维素的合成 年级： 日期： 姓名： 学号： 同组人：

一、 预习部分

羧甲基纤维素，是纤维素的羧甲基团取代产物。根据其分子量或取代程度，可以是完全

溶解的或不可溶的多聚体，后者可作为弱酸型阳离子交换剂，用以分离中性或碱性蛋白质等。

羧甲基纤维素可形成高粘度的胶体、溶液、有粘着、增稠、流动、乳化分散、赋形、保水、

保护胶体、薄膜成型、耐酸、耐盐、悬浊等特性，且生理无害，因此在食品、医药、日化、

石油、造纸、纺织、建筑等领域生产中得到广泛应用。

反应原理

第一步:碱化: [C6H7O2(OH) 3] n + nNaOH→[C6H7O2(OH) 2ONa ] n + nH2O

第一步:醚化: [C6H7O2(OH) 2ONa ] n + nClCH2COONa →[C6H7O2(OH) 2OCH2COONa ] n + nNaCl

羧甲基纤维素钠（CMC）是纤维素醚类中产量最大的、用途最广、使用最为方便的产品，俗

称为"工业味精"。

1、 用于石油、天然气的钻探、掘井等工程

①含CMC的泥浆能使井壁形成薄而坚，渗透性低的滤饼，使失水量降低。

②在泥浆中加入CMC后，能使钻机得到低的初切力，使泥浆易于放出裹在里面的气体，

同时把碎物很快弃于泥坑中。

③钻井泥浆和其它悬浮分散体一样，具有一定的存在期，加入CMC后能使它稳定而延长

存在期。

④含有CMC的泥浆，很少受霉菌影响，因此，毋须维持很高的PH值，也不必使用防腐

剂。

⑤含CMC作钻井泥浆洗井液处理剂，可抗各种可溶性盐类的污染。

⑥含CMC的泥浆，稳定性良好，即使温度在150℃以上仍能降低失水。 高粘度、高取代度的CMC适用于密度较小的泥浆，低粘度高取代度的CMC适用于密度

大的泥浆。选用CMC应根据泥浆种类及地区、井深等不同条件来决定。

2、 用于纺织、印染工业 纺织行业将CMC作为上浆剂，用于棉、丝毛、化学纤维、混

纺等强物的轻纱上浆；

3、 用于造纸工业 CMC在造纸工业中可作纸面平滑剂、施胶剂。在纸浆中加入0.1%～

0.3%的CMC能使纸张增强抗张力40%～50%，抗压破裂度增加50%，揉性增大4～5倍。 4、 CMC加入合成洗涤剂中可作为污垢吸附剂；日用化学如牙膏工业CMC的甘油水溶液

用作牙膏的胶基；医药工业用作增稠剂和乳化剂；CMC水溶液增粘后用作浮游选矿等。

5、 用于陶瓷工业中可做毛坯的胶粘剂、可塑剂、釉药的悬浮剂、固色剂等。

6、 用于建筑，提高保水性和强度 7、 用于食品工业，食品工业采用高置换度CMC作冰淇淋、罐头、速煮面的增稠剂、啤

酒的泡沫稳定剂等，在加工果酱、糖汁、果子露、点心、冰淇淋饮料等做为增稠剂、粘结剂

或因形剂。

8、制药业选用适当黏度CMC作片剂的黏合剂、崩解剂，混悬剂的助悬剂等。 羧甲基纤维素(CMC)的高端替代产品为聚阴离子纤维素[1]((PAC)亦是一种阴离子型纤维素醚，具有更高的取代度和取代均匀度，分子链较短，分子结构更趋稳定，因此具有更好的抗盐、抗酸、抗钙、耐高温等性能，溶解性亦增强。应用于羧甲基纤维素(CMC)可应用的所有行业，可提供更好的稳定性能和满足更高的工艺要求。

二、 实验部分

化学试剂和仪器：

95%异丙醇，甲醇，氯乙酸，氢氧化钠，微晶纤维素或纤维素粉，盐酸，0.1mol/L标准NaOH溶液，0.1mol/L标准盐酸溶液，酚酞指示剂，AgNO3溶液，PH试纸，机械搅拌器，三口烧瓶，酸式滴定管，温度计，锥形瓶，通氮装置，研钵。

实验步骤：

将40ml 95%异丙醇和５ml 45%NaOH水溶液加入到装有机械搅拌器的三口烧瓶中，通入氮气并开动搅拌，缓慢加入一份微晶纤维素３g，于３０℃剧烈搅拌40min，即可完成纤维素的碱化。将氯乙酸溶于异丙醇中，配制成75%溶液，向三口烧瓶中加入4.5ml该溶液。充分混合后，升温至75℃反应40min，冷却至室温，用10%的稀盐酸中和PH为４，用甲醇反复洗涤除去无机盐和未反应的氯乙酸。干燥，粉碎，称重。

分析与思考：

１、纤维素中葡萄糖单元有三个羟基，哪一个最容易与碱形成醇盐？碱浓度过大对纤维素醚化反应有何影响？ 答：其中连有－CH２－的羟基最容易与碱形成醇盐。碱浓度过大对纤维素醚化有很大影响，会使醚化产物产量降低。 ２、二级和三级氯代烃为什么不能作为纤维素的醚化剂？ 答：二级和三级氯代烃的反应活性高，但是扩散慢、溶解性差。

合集下载

羧甲基纤维素的合成及材料力学性能的测试实验

羧甲基纤维素的合成及材料力学性能的测试实验

化学化工学院材料化学专业实验报告实验

实验名称： 羧甲基纤维素的合成

年级:2011级材料化学 日期：2013-11-07

姓名： 张静 学号：222011316210023 同组人：廖丹 一、预习部分

1、羧甲基纤维素又称羧甲基纤维素钠，是纤维素的羧甲基团取

代产物。

2、物理性质

羧甲基纤维素钠（CMC）属阴离子型纤维素醚类，外观为白色或微黄色絮状纤维粉末或白色粉末，无臭无味，无毒；易溶于冷水或热水，形成具有一定粘度的透明溶液。溶液为中性或微碱性，不溶于乙

醇、乙醚、异丙醇、丙酮等有机溶剂，可溶于含水60%的乙醇或丙酮

溶液。有吸湿性，对光热稳定，粘度随温度升高而降低，溶液在PH

值2～10稳定，PH低于2，有固体析出，PH值高于10粘度降低。变

色温度227℃，炭化温度252℃，2%水溶液表面张力71mn/n。

3、化学性质

由羧甲基取代基的纤维素衍生物，用氢氧化钠处理纤维素形成碱

纤维素，再与一氯醋酸反应制得。构成纤维素的葡萄糖单位有3个可

被置换的羟基，因此可获得不同置换度的产品。平均每1g干重导入

1mmol羧甲基者，在水及稀酸中不溶解，但能膨润，用于离子交换层

析。羧甲基pKa在纯水中约为4，在0.5mol/L NaCl中约为3.5，是

弱酸性阳离子交换剂，通常于pH4以上用于中性和碱性蛋白质的分离。40%以上羟基为羧甲基置换者可溶于水形成稳定的高黏度胶体溶

液。适合于饮料方面加工

4、主要用途

羧甲基纤维素（CMC)为无毒无味的白色絮状粉末，性能稳定，易

溶于水，其水溶液为中性或碱性透明粘稠液体，可溶于其它水溶性胶

及树脂，不溶于乙醇等有机溶剂。CMC可作为粘合剂 、增稠剂、悬

浮剂、乳化剂、分散剂、稳定剂、上浆剂等。

羧甲基纤维素钠（CMC）是纤维素醚类中产量最大的、用途最广、

使用最为方便的产品，俗称为"工业味精"。

（1） 用于石油、天然气的钻探、掘井等工程

①含CMC的泥浆能使井壁形成薄而坚，渗透性低的滤饼，使失水

羧甲基纤维素的生产工艺流程

羧甲基纤维素的生产工艺流程

羧甲基纤维素的生产工艺流程

英文回答：

Carboxymethyl cellulose (CMC) is a cellulose derivative

that is widely used in various industries such as food,

pharmaceutical, and personal care. The production process

of CMC involves several steps. Here is a brief overview of

the production process:

1. Raw material preparation: The first step in the

production of CMC is the preparation of the raw material,

which is cellulose. Cellulose can be derived from various

sources such as wood pulp, cotton linters, or other plant

materials. The cellulose is usually treated with alkali to

remove impurities and then washed to obtain a purified

cellulose material.

2. Etherification: The purified cellulose is then

subjected to etherification to introduce carboxymethyl

groups into the cellulose structure. This is typically done by reacting the cellulose with sodium chloroacetate in the

羧甲基纤维素钠的制备及表征

羧甲基纤维素钠的制备及表征

.

-

. -可修编- . 摘要

羧甲基纤维素钠（简称CMC）是以精制短棉为原料而合成的一种阴离子型高分子化合物。分子量6400（±1000），具有优良的水溶性与成膜性，广泛应用于石油、日化、轻工、食品、医药等工业中，被誉为“工业的味精”。1989年4月化工部曾将CMC-Na列为“新领域精细化工‘八五’规划产品”。

CMC-Na生产发展到今天，合成方法主要有两种，一种是水煤直接法（喷碱法），另一种是采用有机溶媒体的溶媒法，由于后者具有用碱量少，醚化时间短，醚化剂利用率高等特点，因此目前已被广泛采用。然而目前国使用的CMC-Na普遍存在着合格率较低，成本大幅度上升，新产品开发缓慢等问题。

衡量CMC-Na质量的主要指标是取代度（DS）和粘度，一般来说，DS不同，则CMC-Na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，CMC-Na取代度在0.7-1.2时透明度较好，其水溶液粘度在pH为6-9时最大，为保证其质量，除选择醚化剂外，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、体系含水量、温度、pH值、溶液浓度等。

本文目的旨在降低成本，提高质量，通过从几大因素——碱化温度、醚化温度、碱化时间、醚化时间、碱的浓度、醚化剂配比分别合成，并检验各种产品的性能，进而得出合成CMC-Na的最佳工艺条件。

关键词：溶媒法；粘度；醚化剂；最佳工艺条件

.

-

羧甲基纤维素生产工艺

羧甲基纤维素生产工艺

羧甲基纤维素生产工艺

羧甲基纤维素（CMC）的生产工艺主要包括下述几个步骤：

1. 原料准备：将木浆或纤维素原料加入到溶解槽中，加入适量的苛性碱和石灰，进行预处理。然后将预处理后的原料送入苛性碱溶解槽。

2. 溶解：在苛性碱溶解槽中，加入适量的碳酸钠和氢氧化钠，并加热至一定温度。在高温高压的环境下，使纤维素与碱液充分反应，溶解成纤维素碱溶液。

3. 甲醛化反应：将甲醛加入溶解槽中，与纤维素碱溶液进行反应。甲醛与羟基（OH）和羧基（COOH）反应，生成羧甲基纤维素。

4. 中和：将生成的羧甲基纤维素溶液与硫酸进行中和反应，将pH值调整在适宜范围。调整后的羧甲基纤维素溶液称为CMC浆料。

5. 过滤：用过滤设备将CMC浆料中的杂质、纤维等进行过滤，得到较纯净的CMC浆料。

6. 浓缩：将过滤后的CMC浆料进行浓缩处理，使浆料的浓度达到产品要求。

7. 干燥：将浓缩后的CMC浆料进行干燥处理，一般采用喷雾干燥或气流干燥等方法，得到CMC粉末。

8. 精细加工：对CMC粉末进行筛分、研磨等加工处理，以得到符合产品要求的CMC终产品。

以上是羧甲基纤维素的一般生产工艺流程，具体工艺参数和设备配置可能会根据生产厂家和产品要求的不同而略有差异。同时，CMC的生产过程中还需要进行质量检验、包装等环节，以确保产品的质量和安全。