羧甲基纤维素及反应原理
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羧甲基纤维素一、名称:1. 化学名称:羧甲基纤维素钠,又称羧甲基纤维素2. 英文全称:Carboxymethyl Cellulose3. 英文简称:CMC二、分子式:[C6H7O2(OH)2CH2COONa]n三、制备:CMC 的主要化学反应是纤维素和碱生成碱纤维素的碱化反应以及碱纤维素和一氯乙酸的醚化反应。
碱化: [C6H7O2(OH) 3] n + nNaOH→[C6H7O2(OH) 2ONa ] n + nH2O醚化: [C6H7O2(OH) 2ONa ] n + nClCH2COONa →[C6H7O2(OH) 2OCH2COONa ] n + nNaCl三、物理性质:外观为白色或微黄色絮状纤维粉未或白色粉未,无嗅无味,无毒;易溶于冷水或热水,形成胶状,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。
常用钠盐。
白色絮状粉末,无臭,无味,无毒。
易溶于水,形成透明胶状液,溶液呈中性。
对光、热稳定。
有吸湿性。
不溶于酸、甲酚、乙醇、丙酮、氯仿、苯等,难溶于甲醇、乙醚。
有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干重导人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。
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。
羧甲基纤维素的制备
仪器:250ml三口烧瓶、控温水浴锅、铁架台、搅拌棒、PH测定仪、DS和粘度测定?、氯乙酸钠剩余量测定
药品:纸浆、氢氧化钠、氯乙酸、乙醇、(碳酸钠)、HCl
反应机理:1.碱化:[纤维素]n + nNaOH→[碱纤维素]n + n水
2.醚化:[碱纤维素]n + 氯乙酸钠→CMC钠 + NaCl
副反应:氯乙酸钠 + NaOH→HO-CH2COOH + NaCl
实验步骤:1.碱化:取5g干纸浆(浆渣)加入250ml三口烧瓶,加入5-5.5g NaOH+5ml水、 11ml 95%乙醇,反应温度为30-35℃,反应时
间40-45min
(纤维素:NaOH:水:乙醇=1:1.1 : 1 : 1.8)
2.醚化:加入6-7g氯乙酸,反应温度为70℃,反应时间70-150min
(NaOH:氯乙酸=1 :2.2 (物质的量比)
(氯乙酸和碳酸钠2:1反应,碳酸钠稍过量,使反应pH为6.8-7)
3.用稀HCl调至中性,过滤,用乙醇洗涤2-3次,烘干
(测定DS和粘度,看所制备CMC是否符合要求)
4.滤液中乙醇的回收和剩余氯乙酸钠含量的测量。
羧甲基纤维素钠和羧甲基纤维素1. 简介羧甲基纤维素钠(Carboxymethyl cellulose sodium)和羧甲基纤维素(Carboxymethyl cellulose)是一类常用的功能性高分子化合物。
它们具有良好的溶解性、增稠性和稳定性,广泛应用于食品、制药、化妆品等领域。
本文将详细介绍羧甲基纤维素钠和羧甲基纤维素的特性、制备方法以及应用领域。
2. 特性2.1 羧甲基纤维素钠的特性羧甲基纤维素钠是一种离子型聚电解质,具有以下特点:•溶解性:羧甲基纤维素钠在水中具有良好的溶解性,形成胶体溶液。
•高度增稠:由于其分子结构中含有大量的羧甲基,能够形成大量氢键和静电作用力,使得溶液具有较高的粘度。
•高度吸水性:羧甲基纤维素钠可以吸收大量水分,并形成凝胶状物质。
2.2 羧甲基纤维素的特性羧甲基纤维素是一种非离子型聚电解质,具有以下特点:•溶解性:羧甲基纤维素在水中具有良好的溶解性,形成胶体溶液。
•中度增稠:相比羧甲基纤维素钠而言,羧甲基纤维素的增稠效果较弱。
•高度吸水性:羧甲基纤维素可以吸收大量水分,并形成凝胶状物质。
3. 制备方法3.1 羧甲基纤维素钠的制备方法羧甲基纤维素钠的制备方法通常包括以下步骤:1.纤维素预处理:将天然纤维素经过碱处理、酯化等预处理过程,使其表面含有活性基团。
2.羧甲基化反应:将预处理后的纤维素与氯乙酸等反应剂进行反应,引入羧甲基。
3.碱化处理:将反应得到的产物经过碱处理,得到羧甲基纤维素钠。
3.2 羧甲基纤维素的制备方法羧甲基纤维素的制备方法与羧甲基纤维素钠类似,但在最后一步碱化处理时使用酸性条件,得到非离子型的羧甲基纤维素。
4. 应用领域4.1 食品工业羧甲基纤维素钠和羧甲基纤维素在食品工业中具有以下应用:•增稠剂:由于其良好的增稠性,可用于制作果冻、酱料等食品。
•稳定剂:能够增强食品的稳定性,延长保质期。
•着色剂:可以作为食品着色剂使用。
4.2 制药工业羧甲基纤维素钠和羧甲基纤维素在制药工业中具有以下应用:•药物控释剂:由于其良好的吸水性和溶解性,可用于控制药物释放速率。
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。