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slide -*- slide -*- CMC基础知识介绍 刘海山2011/04 * 羧甲基纤维素钠简介 CMC的综述： CMC全称羧甲基纤维素钠，英文名称Sodium Carboxymethyl Cellulose ，它是天然纤维素经化学改性得到的一种具有醚结构的衍生物，是一种水溶性亲水胶体。 CMC的化学结构式为： 当D.S=1.0时代表式 (n=D.P.) CMC于1918年由德国人Jansen发明并取得专利，40年代就开始工业化大生产，我国于1956年开始生产CMC。由于CMC水溶液有增稠、粘结、成膜、悬浮、保持水份，保护胶等作用，广泛用于洗涤剂、食品、纺织、个人护理品、印染、造纸、石油、采矿、陶瓷、染料等多个行业中。 * 纤维素衍生物 * CMC的应用领域 * CMC的应用 * CMC 的反应原理是取代反应，在缩水葡萄糖单元羟基上的氢被取代上羧甲 基基团。由于羧甲基是水溶性基团，从而使不溶于水的纤维素变成溶于水的纤 维素。 反应原理 CH2OH OH OH +CH2COONa O O OH CH2OH +CH2COONa OH O O n CMC常用的名称： 羧甲基纤维素（CMC) 羧甲基纤维素钠(Na-CMC) 纤维素胶(Cellulose Gum) 聚阴离子纤维素（PAC） CMC的反应原理 * 1、碱化 纤维素与液碱反应生成高反应活性碱纤维素。 OH OH O O CH2OH n + NaOH O O OH OH CH2ONa + H2O+Q n 碱纤维素 该反应是一个可逆反应，同时生成少量的热量. 2、醚化 高反应活性的碱纤维素与氯乙酸钠反应生成CMC和氯化钠。 ClCH2COOH + NaOH ClCH2COONa +H2O+Q CH2ONa O O OH OH n + ClCH2COONa O O OH OH CH2OCH2COONa n +NaCl-Q 这个反应是不可逆反应，同时吸收热量。 由于体系中存在大量的 水，发生如下副反应： ClCH2COONa+NaOH HOCH2COONa +NaCl CMC的反应过程 洗涤酒精 MCA氯乙酸 纤维素 酒精 液碱 工艺流程 碱化反应 醚化反应 中和洗涤 溶剂回收及干燥 拼混包装 泰兴工厂的工艺流程 纤维素根据产品和粘度不同， 可选用棉浆或木浆。 * CMC的吸湿性 CMC同大多数水溶性胶一样具有吸湿性，由于在CMC主链上拥有大量羧甲基基团、羟基。它们都是亲水性基团，故CMC是高吸水性物质，其平衡水份随环境湿度的增加而提高，温度的升高而下降，同时与CMC的D.S有关，D.S越高，吸湿性越强。 当把CMC放置在高湿度场所时，如在70%湿度条件下，CMC平衡水份在23%，CMC会慢慢吸水，当升到15%时，其粉末状态尚未见变化，当升至20%时，粒子间部分粘付在一起，粉末流动性变坏。 故在使用CMC时，开封后要放入密封容器中，并在湿度较低的地方保存，否则CMC吸湿后影响配料的百分组成。 湿度,% 90 80 70 60 50 10 20 30 40 水份,% D.S 1.0 D.S 0.8 D.S 0.65 * CMC的溶解性 CMC的溶解不像无机盐解离出正负离子，首先是CMC粒子悬浮在水溶液中，接着高度聚集的CMC分子链在水分子 作用下，慢慢打开分子之间的内氢键，进行水合作用。最终形成胶体溶液。 加速溶解的方法 CMC能溶于冷、热水，但同其他可溶性胶一样，溶解前有膨润现象，如果把CMC直接加入水中，粒子间相互结合成块，周围形成一种强润皮膜，即所谓的CMC粘块，不易分散，从而影响了CMC的使用。 要想尽快溶解CMC，就必须使各个粒子均匀膨润，减少粘块的产生，可采用以下方法： ⑴ 适当搅拌慢慢加入水中，如果让CMC粉末通过20目的筛子，缓慢加入，效果更好； ⑵ 选用合适的分散介质，如：酒精、甘油、二甘醇，可以把CMC分散在这些溶液中，再在搅拌条件下慢慢加入水中，能很快形成溶液。 ⑶ 与其他粉状物料或盐预混合之后，再加入水中。 ⑷ 使用颗粒CMC，投入水中不会产生粘块，慢慢搅拌在短时间即可溶解； 颗粒CMC水合性 * CMC粉末的热稳定性 把CMC与α-Al2O3参比物在空气中进行差热分析，见下图差热分析曲线