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羧纖維素鈉（Sodium carboxymethyl cellulose，CMC-Na）是纖維素的羧化衍生物，是最主要的離子型纖維素膠。羧纖維素鈉通常是由天然的纖維素和苛性堿及醋酸反應(yīng)后而制得的一種陰離子型高分子化合物，分子量由幾千到百萬。CMC-Na為白色纖維狀或顆粒狀粉末，無臭、無味、有吸濕性，易于分散在水中形成透明的膠體溶液。 簡介
羧纖維素（Carboxymethyl Cellulose，CMC），是由天然纖維素經(jīng)過化學(xué)改性得到的一種水溶性纖維素醚。由于羧纖維素酸式結(jié)構(gòu)的水溶性不好，為了能夠更好地對其進行應(yīng)用，其產(chǎn)品普遍制成鈉鹽，分子式為[C6H7O2（OH）2OCH2COONa]n 。
理化性質(zhì)
羧纖維素鈉簡稱CMC-Na，白色至淡黃色粉末、粒狀或纖維狀物質(zhì)，吸濕性強，易溶于水，在中性或堿性時，溶液呈高粘度液。對藥品、光、熱穩(wěn)定。但對熱是以80℃為限，80℃以上長時間加熱，粘性降低，在水中不溶。 其相對密度1.60，薄片相對密度1.59。折射率1.515。 加熱至190～205℃時呈褐色，至235～248℃時炭化。其在水中的溶解度取決于取代度。不溶于酸和醇，遇鹽不沉淀。不易發(fā)酵，對油脂、蠟的乳化力大，可長期保存。
分類
根據(jù)用途的不同有堿性和中性兩大類產(chǎn)品，堿性，工業(yè)用低粘度（2%水溶液）0.2～0.5Pa·s；中性，工業(yè)用中粘度（2%水溶液）0.3～0.6Pa·s，工業(yè)用高粘度（2%水溶液）0.8～1.0Pa·s。
主要應(yīng)用
廣泛用于石油工業(yè)掘井泥漿處理劑、合成洗滌劑、有機助洗劑，紡織印染上漿劑、日用化工產(chǎn)品水溶性膠狀增粘劑、醫(yī)藥工業(yè)用增粘及乳化劑、食品工業(yè)用增稠劑、陶瓷工業(yè)用膠粘劑、工業(yè)糊料、造紙工業(yè)用施膠劑等。 在水處理中用作絮凝劑，主要用于廢水污泥處理，可以提高濾餅的固體含量。
羧纖維素鈉是也增稠劑的一種，由于其本身具有良好的功能特性使其在食品工業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用，它也在一定程度上推動了食品工業(yè)快速健康的發(fā)展。如由于其具有一定的增稠乳化作用，可以用于穩(wěn)定酸乳飲料并可增加酸奶體系的黏稠性；由于其具有一定的親水性和復(fù)水性，可以用于改進面包和饅頭等面食的食用品質(zhì)，延長面食制品的貨架期、提升口感；由于其具有一定的凝膠作用，有利于食品更好地形成凝膠，因此能夠用于制造果凍和果醬等；其也可以作為可食性的涂膜材料，與其他增稠劑復(fù)配使用，涂抹在一些食品表面，可地使食品保鮮，且由于是可食性材料，對健康不會造成不良影響。因此，食用級的CMC-Na作為一種理想的食品添加劑，在食品工業(yè)的食品生產(chǎn)中應(yīng)用非常普遍。
羧纖維素鈉制備方法
以纖維素為原料，采用兩步法制備CMC-Na。首先是纖維素的堿化過程，纖維素與氫氧化鈉反應(yīng)后生成堿纖維素，之后堿纖維素與氯反應(yīng)生成CMC-Na，稱為醚化反應(yīng)。
該反應(yīng)體系必須為堿性。該過程屬于Williamson醚合成法。反應(yīng)機制為親核取代。反應(yīng)體系屬堿性，在水的存在條件下伴隨一些副反應(yīng)，如羥鈉、羥等副產(chǎn)物生成，由于副反應(yīng)的存在，會增加堿和醚化劑的消耗，進而降低醚化效率；同時，副反應(yīng)中會生成羥鈉、羥和更多的鹽類雜質(zhì)，造成產(chǎn)物的純度和性能降低。想要副反應(yīng)，不僅要合理用堿，控制水系用量、堿的濃度和攪拌方式，以堿化充分為目的，同時還要考慮到產(chǎn)品對黏度和取代度的要求，綜合考慮攪拌速度、溫度控制等因素，提高醚化速率，副反應(yīng)發(fā)生。
按醚化介質(zhì)的不同，CMC-Na的工業(yè)生產(chǎn)可分為水媒法和溶媒法兩大類。以水作為反應(yīng)介質(zhì)的方法叫做水媒法，用于生產(chǎn)堿性中低檔CMC-Na。以有機溶劑作為反應(yīng)介質(zhì)的方法，叫做溶媒法，適用于生產(chǎn)中CMC-Na。這兩種反應(yīng)都是在捏合機中進行的，屬于捏合法工藝，是目前生產(chǎn)CMC-Na的主要方法。
水媒法
水媒法是一種較早的工業(yè)生產(chǎn)工藝，該方法是將堿纖維素與醚化劑在游離堿和水的條件下進行反應(yīng)。堿化和醚化過程中，體系中沒有有機介質(zhì)。水媒法設(shè)備要求較為簡單，投資少、成本低。缺點是缺乏大量液體介質(zhì)，反應(yīng)產(chǎn)生的熱量使溫度升高，加快了副反應(yīng)的速度，導(dǎo)致醚化效率低，產(chǎn)品質(zhì)量差等。該方法用于制備中低檔CMC-Na產(chǎn)品，如洗滌劑、紡織上漿劑等。
溶媒法
溶媒法又稱有機溶劑法，其主要特點是堿化和醚化反應(yīng)是在有機溶劑做反應(yīng)介質(zhì)（稀釋劑）的條件下進行的。按反應(yīng)稀釋劑用量的多少又分為捏合法和淤漿法。溶媒法同水媒法的反應(yīng)過程一樣，也由堿化和醚化兩個階段組成，只是這兩個階段的反應(yīng)介質(zhì)不同。溶媒法省去了水媒法所固有的浸堿、壓榨、粉碎、老化等工序，堿化、醚化均在捏和機中進行。缺點是溫度可控性相對較差，空間要求、成本較高。當(dāng)然，對不同設(shè)備布局的生產(chǎn)要嚴格控制系統(tǒng)溫度、加料時間等，可以制備質(zhì)量和性能優(yōu)良的產(chǎn)品。