羧甲基纤维素的合成
羧甲基纤维素的分子量
羧甲基纤维素的分子量羧甲基纤维素是一种重要的纤维素衍生物，它具有广泛的应用领域和重要的指导意义。
首先，我们来了解一下羧甲基纤维素的分子量。
羧甲基纤维素是以纤维素为原料制备得到的一种化合物。
纤维素是植物细胞壁中最主要的成分之一，它由许多葡萄糖分子组成。
羧甲基纤维素通过将纤维素中的部分羟基替换为羧甲基而得到。
这种替换使得纤维素的溶解性和化学反应性都发生了改变，使得羧甲基纤维素具有一系列独特的性质。
羧甲基纤维素的分子量可以根据其制备过程中羟甲基的替换程度来确定。
替换程度越高，分子量也相对较高。
一般来说，羧甲基纤维素的分子量可以在100,000-500,000之间变化。
值得注意的是，不同的制备方法和工艺条件也会对分子量产生一定的影响。
羧甲基纤维素的分子量对于其应用性能非常重要。
较高的分子量通常会使得羧甲基纤维素具有更好的粘合性和增稠性能，因为较高的分子量会增加其分子链的长度和连续性。
此外，较高的分子量还可以提高羧甲基纤维素的热稳定性和抗溶解性能。
在纺织行业中，羧甲基纤维素的分子量对于纤维素纤维的粘合和加工具有重要影响。
较高的分子量可以增强纤维之间的黏合力，提高纤维素纤维的强度和耐久性。
同时，较高的分子量还可以改善纤维素纤维的柔软性和吸湿性。
在食品工业中，羧甲基纤维素的分子量对于食品的质地和口感具有关键作用。
较高的分子量可以增加食品中的黏度和细腻感，改善口感。
此外，较高的分子量还可以提高食品的稳定性和保湿性。
总而言之，羧甲基纤维素的分子量是其性能和应用领域中的重要指标之一。
随着分子量的增加，羧甲基纤维素具有更好的粘合性、增稠性、热稳定性等性质，从而在纺织、食品等行业中发挥着重要的指导作用。
未来，我们可以通过进一步研究和改进制备工艺，进一步提高羧甲基纤维素的分子量，以满足不同领域对其性能的不断需求。
羧甲基纤维素的制备
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 doneby reacting the cellulose with sodium chloroacetate in the presence of an alkali catalyst. The reaction takes place under controlled conditions of temperature and pH to ensure the desired degree of substitution (DS) of carboxymethyl groups.3. Neutralization and purification: Afteretherification, the reaction mixture is neutralized to remove excess alkali and adjust the pH. This is usuallydone by adding an acid, such as hydrochloric acid orsulfuric acid, to the reaction mixture. The neutralized mixture is then filtered to remove any insoluble impurities.4. Drying and milling: The filtered CMC is then driedto remove the moisture content. This can be done using various drying techniques such as spray drying or drum drying. Once dried, the CMC is milled to obtain a fine powder with the desired particle size.5. Quality control and packaging: The final step in the production process is quality control and packaging. The CMC powder is tested for various parameters such asviscosity, pH, and purity to ensure it meets the required specifications. Once approved, the CMC is packaged in suitable containers for storage and transportation.中文回答：羧甲基纤维素（CMC）是一种纤维素衍生物，在食品、制药和个人护理等各个行业中被广泛使用。
(完整版)羧甲基纤维素 绪论
1。
1羧甲基纤维素（CMC）1。
1.1 羧甲基纤维素简介羧甲基纤维素(简称CMC)是最重要的纤维素醚之一，它是以天然纤维素(浆粕)为基本原料，经过碱化、醚化反应而生成的，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。
分子链上的羧基可以生成盐，即羧甲基纤维素钠（Na-CMC），习惯上将其称为CMC （Carboxymethyl Cellulose），是一种阴离子型醚。
羧甲基纤维素钠一般为粉末状的固体，有时也呈现颗粒状或纤维状，颜色为白色或淡黄色，没有特殊的气味，是一种大分子化学物质,CMC具有很强的引湿性，能溶于水中，在水中形成透明度较高的粘稠溶液[1］。
CMC不溶于一般的有机溶液，例如乙醇、乙醚、氯仿及苯等，但是可以溶于水，CMC直接溶于水中速度较为缓慢，但溶解度还是很大的，并且CMC的水溶液具有一定的粘度[2].固体CMC在一般环境下较稳定,因为具有一定的吸水性和引湿性,在干燥的环境下，可以长期保存[2-3]。
由于CMC具有宝贵的胶体化学性质，所以近年来它被作为乳化剂、上浆剂、粘结剂、稳定剂等而被广泛应用于纺织、石油、合成洗涤剂、牙膏、医药、建筑、陶瓷等工业中。
实践证明，CMC不仅可代替淀粉等物质，节约工业用粮，而且有许多独到之处.因此，它在国民经济中有一定的地位，得到了世界各国的普遍重视[4]。
1。
1。
2 羧甲基纤维素的制备目前，羧甲基纤维素的生产方法可分为两大类,即水媒法和溶媒法。
在反应过程中,加入水作为反应介质的方法叫水媒法，用于生产碱性低质的羧甲基纤维素产品；溶媒法则是以有机溶剂为介质的方法，由于有机溶剂在反应过程中传热迅速、传质均匀，可有效减少碱纤维素的水解逆反应,因此溶媒法副反应少，醚化剂利用率高，所得到的产品纯度高,粘度高,主要用于生产中高品质的羧甲基纤维素产品。
国内生产羧甲基纤维素多采用溶媒法.CMC的技术指标主要有聚合度、取代度、纯度、含水量及其水溶液的黏度、pH等。
其中取代度是最关键的指标，决定了CMC的性质和用途。
羧甲基纤维素化学式
羧甲基纤维素化学式
羧甲基纤维素化学式是C6H7O2(OH)3COOCH2COONa，它是一种水溶性高分子化合物，常用于制备各种高分子材料。
下面列举一些与羧甲
基纤维素化学式相关的内容。
1. 合成方法：羧甲基纤维素可以通过甲基丙烯酸甲酯和纤维素
反应得到。
首先将纤维素和碱液反应，使其部分羟基变成羧基，然后
再与甲基丙烯酸甲酯反应，最终得到羧甲基纤维素。
2. 物理性质：羧甲基纤维素是一种白色或黄色粉末，具有良好
的水溶性和热稳定性。
它的溶解度随着PH值的变化而变化，PH值越高，溶解度越低。
3. 应用领域：羧甲基纤维素广泛应用于各个领域，例如制备纤
维素醚、纤维素酯、增稠剂、乳化剂、稳定剂等。
在食品工业中，羧
甲基纤维素常用作增稠剂和乳化剂，可以提高食品的质地和口感。
在
制药工业中，羧甲基纤维素可以作为药物缓释剂和胶囊的填充剂。
4. 环保应用：羧甲基纤维素具有良好的生物降解性和可再生性，可以作为环保材料使用。
例如，羧甲基纤维素可以制备生物可降解的
塑料袋和食品包装材料，可以有效减少塑料污染。
5. 安全性：羧甲基纤维素在使用过程中安全性高，不会对人体
造成伤害。
但是，在制备过程中需要注意防止对环境造成污染，同时
要遵守相关安全操作规程。
6. 研究进展：目前，羧甲基纤维素的研究重点主要集中在其应
用领域的开发和改进上。
研究人员正在探索新的制备方法和应用领域，以提高羧甲基纤维素的性能和降低成本。
以上是关于羧甲基纤维素化学式的一些相关内容，它的应用领域
广泛，未来还有很大的发展空间。
羧甲基纤维素的合成
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：10级材料化学日期：2012.10.25姓名：学号：同组人：一、预习部分1、羧甲基纤维素简介：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。
2、羧甲基纤维素的性质：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。
羧甲基纤维素又称作羧甲基纤维素钠。
羧甲基纤维素钠(CMC)分子结构如下图所示：由德国于1918年首先制得，并于1921年获准专利而见诸于世。
此后便在欧洲实现商业化生产。
当时只为粗产品，用作胶体和粘结剂。
1936～1941年，羧甲基纤维素钠的工业应用研究相当活跃，发明了几个相当有启发性的专利。
第二次世界大战期间，德国将羧甲基纤维素钠用于合成洗涤剂。
Hercules公司于1943年为美国首次制成羧甲基纤维素钠，并于1946年生产精制的羧甲基纤维素钠产品，该产品被认可为安全的食品添加剂。
上世纪七十年代我国开始采用，九十年代开始普遍使用。
是当今世界上使用范围最广、用量最大的纤维素种类。
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，无嗅无味，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，遇多价金属盐也会反应出现沉淀。
羧甲基纤维素的制备
1、羧甲基纤维素的制备（化学纯）废棉布1、将30% ~ 40%的NaOH 加入碱醚化釜中, 加入10 mL 无水乙醇及少量尿素, 搅匀, 加入5 g 碎棉绒, 在恒温水浴锅中加热至30~ 35 , 反应1~ 2 h 后, 滴加一定量的氯乙酸乙醇溶液, 于40~ 45 恒温反应0.5h, 后升温到70 恒温反应1~ 2 h。
将制备出的物质取样检查, 应全部溶于水并呈透明状。
2、洗涤、干燥取出羧甲基纤维素粗品, 用盐酸将其中和至pH= 7, 用80%的乙醇溶液按照浴比1 ： 4 在40~ 45 的恒温水浴中不间断搅拌洗涤10 min, 共洗3 次, 并将洗涤用过的乙醇回收。
将洗好的产物离心脱醇后放入烘箱内, 在105 下烘燥2 h。
烘干后的羧甲基纤维素为纤维状小颗粒, 无臭、无味。
3、羧甲基纤维素的鉴定按照国家药品标准WS- 10001- ( HD- 0486) - 2002, 将羧甲基纤维素制备成乳胶体溶液。
取30 mL溶液滴加3 mL 盐酸后产生白色沉淀; 取一定体积溶液加入等量氯化钡溶液后产生白色沉淀, 证明所制备的产物为羧甲基纤维素。
4、制备高粘度羧甲基纤维素的优化条件为: 无水乙醇作为溶剂; 浴比为1 ：3; 氢氧化钠质量分数为30%; 氯乙酸乙醇质量分数为30% ; 碱化温度为35~ 40 , 碱化时间为2h; 醚化初期温度为40~ 45 , 后期温度为70 , 醚化时间为2 h。
得到羧甲基纤维素的的粘度值为9326mPa ! s。
2、羧甲基纤维素的制备（废纸）化学纯；原料的精制：将清杂的废纸粉碎后, 按1：3( 质量比) 的比例加入3% NaOH 水溶液打浆, 在80~ 90 时蒸煮2~ 3 h, 洗涤过滤后, 加入过氧化氢溶液进行漂白, 过滤即得到反应原料。
羧甲基纤维素的制备：在带有搅拌装置的三口瓶中, 加入10. 0 g 精制的原料, 加入120 mL 的85% 乙醇水溶液, 混合均匀后加入9. 0 g 氢氧化钠,在35 下恒温搅拌反应90 min, 制得碱性纤维素。
羧甲基纤维素钠 处理纯化的原理
羧甲基纤维素钠处理纯化的原理
羧甲基纤维素钠（CMC-Na）是一种离子型羧甲基纤维素，它
可通过一系列处理和纯化步骤来提取和制备。
处理纯化羧甲基纤维素钠的原理包括以下几个步骤：
1. 原料处理：首先，从天然的纤维素来源（如木浆）中提取羧甲基纤维素。
这通常包括原料的预处理，如浸泡、磨浆和筛分，以去除杂质和非纤维素成分。
2. 碱法溶解：接下来，将纤维素与碱（如氢氧化钠）混合并搅拌，使纤维素与碱发生反应并溶解。
3. 洗涤和中和：将碱法溶解的纤维素溶液进行多次洗涤，以去除杂质和未溶解的部分。
然后，用酸溶液中和纤维素溶液，将其酸化至中性或酸性。
4. 结晶和沉淀：在酸化的纤维素溶液中，加入过剩的有机溶剂（如乙醇），使羧甲基纤维素从溶液中结晶出来，并生成沉淀物。
5. 过滤和洗涤：将生成的沉淀物进行过滤分离，并进行多次洗涤，以去除残余的溶剂和杂质。
6. 干燥和粉碎：将洗涤后的纤维素沉淀物进行干燥，以去除水分，并进行粉碎至所需颗粒大小。
7. 精细处理和包装：最后，对粉碎后的羧甲基纤维素钠进行进一步处理，如细磨和筛分，以获得所需的纯度和颗粒度。
最终，将其包装成所需的形式进行存储和使用。
通过以上的处理和纯化步骤，可获得高纯度、高质量的羧甲基纤维素钠产品，用于各种应用领域，如食品、制药、化妆品和纺织等。
羧甲基纤维素及其盐类
羧甲基纤维素及其盐类
羧甲基纤维素（CMC）是一种纤维素衍生物，其羧甲基(-CH2-COOH)与构成纤维素主链的吡喃葡萄糖单体的部分羟基结合。
常用的是它的钠盐，即羧甲基纤维素钠。
羧甲基纤维素是由纤维素与氯乙酸在碱催化下反应合成的。
这种反应包括两个步骤：第一步是碱化，即天然纤维素与氢氧化钠反应；第二步是醚化，即碱化后的纤维素与氯乙酸钠反应。
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。
它易溶于冷水或热水，形成具有一定粘度的透明溶液。
该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。
羧甲基纤维素的应用非常广泛。
例如，在眼科学中，CMC被用作人工泪液，用于治疗干眼症。
此外，它还常用于制药、食品、化妆品、石油、粘蚊剂、造纸和纺织等行业。
在石油和纺织工业中，它通常用作粘胶剂或浆料。
在食品工业中，CMC可以作为增稠剂、稳定剂或乳化剂。
请注意，羧甲基纤维素及其盐类的应用和制备方法可能会因不同的应用领域和需求而有所不同。
在使用羧甲基纤维素及其盐类时，应遵循相关的安全指南和规范，以确保产品的质量和安全性。
羧甲基纤维素的制备与性能研究
羧甲基纤维素的制备与性能研究第一章引言羧甲基纤维素（Carboxymethyl Cellulose，简称CMC）是一种新型的水溶性高分子化合物，具有良好的生物相容性、稳定性以及吸附性，广泛应用于食品、制药、纺织、造纸等领域。
CMC的制备方法有多种，其中包括碱法、酸法、氧化法等，本文将着重介绍碱法制备CMC的工艺流程和性能研究。
第二章碱法制备CMC的基本原理与工艺流程CMC的制备一般采用碱法，其基本原理是使用碱性氧化剂将纤维素纤维上的羟基部分氧化为醛酸基，然后与氢氧化钠在碱性条件下进行反应生成CMC。
碱法分为两种主要的制备方法：单步碱法和两步碱法。
2.1 单步碱法制备CMC单步碱法制备CMC的工艺流程一般包括以下几个步骤：原料预处理、碱液处理、纤维素氧化、中和、纤维素碱化、加入酸、过滤洗涤干燥。
其中，原料预处理意味着要把棉纱制成适合制备CMC的原料。
碱液处理是把原料浸泡在碱性溶液中，以便使其含碱量达到一定的标准值。
这个步骤的成功与否将会影响CMC的质量。
纤维素氧化进行的过程中要注意控制反应温度和时间，以保证氧化得到均匀而不过程。
在纤维素氧化完成后，需要进行大量的洗涤，以使氢氧化物和其他杂质残留尽可能少。
同时，需要加入酸以中和残留的碱性物质，以保证后续处理步骤可以顺利进行。
最后是过滤洗涤干燥步骤，这个步骤相对来说比较简单。
2.2 两步碱法制备CMC两步碱法制备CMC的工艺流程也分为两步。
首先，将纤维素称为固体基质中，再加入氢氧化钠，使纤维素上的羟基部分转化为醛酸基。
随后，像第一种方法一样，将固体基质浸泡在碱性溶液中进行第二次碱化反应。
两步法与单步法的不同之处在于，在两步法中，没有氧化和中和这两个步骤。
经过两步反应后，CMC的产率比单步法更高。
第三章羧甲基纤维素的性能研究3.1 pH敏感性CMC在不同pH值下的荧光光谱图显示，pH=8时荧光峰最高，同时随着pH升高或降低，荧光峰逐渐降低，说明CMC的荧光强度和环境的酸碱度是成反比的关系。
cmc溶解机理
cmc溶解机理羧甲基纤维素（Carboxymethyl Cellulose，CMC）是一种在水中溶解的高分子化合物，其分子结构具有羧甲基基团，这使得它在水中表现出较好的溶解性。
CMC的溶解机理涉及到分子结构、溶剂性质和温度等多个因素。
CMC溶解机理羧甲基纤维素（CMC）是一种半合成的纤维素衍生物，广泛应用于食品、药品、化妆品、纺织、造纸等工业领域，其独特的溶解性质是其在各种应用中得以实现的关键之一。
1. 分子结构CMC是通过对天然纤维素进行羧甲基化反应而制得的产物。
在这一过程中，部分羟基被羧甲基（-CH2-COOH）取代。
这种结构改变赋予了CMC优异的水溶性。
羧甲基的引入增加了分子的亲水性，从而提高了在水中的溶解性。
2. 溶剂性质CMC的溶解机理与溶剂的性质密切相关。
由于CMC是亲水性的高分子化合物，其在水中的溶解是最为显著的。
水分子通过氢键与CMC分子中的羟基和羧基发生相互作用，从而使得CMC分子在水中发生膨胀和分散，最终形成均匀的溶液。
3. 温度影响温度对CMC的溶解性能也有一定的影响。
在一般情况下，提高温度可以增加分子运动的活跃性，从而促使CMC更加迅速地溶解。
但需要注意的是，不同类型的CMC在温度敏感性上可能有所不同。
4. 溶解过程CMC的溶解过程可以分为以下几个步骤：4.1 吸湿CMC首先吸湿，水分子渗入CMC分子的结构中，与羟基和羧基发生氢键。
4.2 膨胀CMC分子膨胀，其链条在水中呈现出较好的分散状态。
这是由于羧甲基引入后，增加了CMC 分子之间的亲水性，使其在水中更容易形成均匀的溶液。
4.3 解离CMC分子中的羧基在水中解离，生成带负电荷的羧酸离子。
这些离子的存在增加了溶液的导电性。
4.4 溶解在CMC分子链的膨胀和解离的过程中，整个CMC分子逐渐在水中溶解。
其溶解速度受到温度、CMC浓度等因素的影响。
5. 应用领域CMC的溶解机理直接关系到其在不同领域的应用。
在食品工业中，CMC常用作增稠剂和稳定剂，通过在水中的良好溶解性，改善食品的质地和口感。
羧甲基纤维素成分-概述说明以及解释
羧甲基纤维素成分-概述说明以及解释1.引言1.1 概述羧甲基纤维素是一种重要的纤维素衍生物，具有广泛的应用价值。
它是通过羟甲基化纤维素制备而成的，被普遍应用于纺织、造纸、涂料和医药等领域。
羧甲基纤维素具有良好的可溶性和可降解性，能够在水中形成胶体溶液，并且在一定条件下能够发生凝胶化反应。
这使得羧甲基纤维素成为许多行业中必不可少的一种功能性材料。
羧甲基纤维素的制备方法多种多样，常见的制备方法包括酸催化法、酵素法和化学合成法等。
在制备过程中，羟甲基化纤维素通过与羧酸反应，形成羧甲基纤维素。
制备过程的选择和优化对羧甲基纤维素的性质和应用具有重要影响。
羧甲基纤维素在纺织行业中有着广泛的应用。
它可以作为染料和功能性助剂的载体，提高染料的吸附性和稳定性，同时改善纺织品的耐洗涤性能。
此外，羧甲基纤维素还能够增强纺织品的附着力和抗皱性能，提升织物的质量和品质。
在造纸行业中，羧甲基纤维素作为纸浆增稠剂和纸张强度剂，能够改善纸浆的流变性和增加纸张的强度。
同时，羧甲基纤维素还可以作为表面施胶剂，提高纸张的润湿性和印刷性能。
在涂料行业中，羧甲基纤维素常用作稳定剂和乳化剂，能够提高涂料的黏稠度和延展性，同时改善涂料的流变性和干燥性能。
此外，羧甲基纤维素还具有优良的乳化、增稠和稳定性能，使得涂料具有更好的使用效果和持久性。
此外，羧甲基纤维素还有着广泛的医药应用。
它可以用作药物缓释剂和胶囊材料，能够控制药物的释放速率和提高药物的稳定性。
同时，羧甲基纤维素还能够增强药物的吸附性和生物可降解性，减少药物的副作用。
总之，羧甲基纤维素作为一种重要的纤维素衍生物，在各个领域都具有着重要的应用价值。
随着科学技术的不断进步，羧甲基纤维素的研究和应用前景将会更加广阔。
在未来的发展中，人们可以通过优化制备方法和改进性能，进一步拓宽羧甲基纤维素的应用范围，实现更多领域的创新与发展。
文章结构部分内容可按照以下方式编写：1.2 文章结构本文将按照以下结构进行论述羧甲基纤维素成分的相关内容：第一部分是引言部分，主要包括概述、文章结构和目的三个方面。
羧甲基纤维素的制备
1、羧甲基纤维素的制备（化学纯）废棉布1、将30% ~ 40%的NaOH 加入碱醚化釜中, 加入10 mL 无水乙醇及少量尿素, 搅匀, 加入5 g 碎棉绒, 在恒温水浴锅中加热至30~ 35 , 反应1~ 2 h 后, 滴加一定量的氯乙酸乙醇溶液, 于40~ 45 恒温反应0.5h, 后升温到70 恒温反应1~ 2 h。
将制备出的物质取样检查, 应全部溶于水并呈透明状。
2、洗涤、干燥取出羧甲基纤维素粗品, 用盐酸将其中和至pH= 7, 用80%的乙醇溶液按照浴比1 ： 4 在40~ 45 的恒温水浴中不间断搅拌洗涤10 min, 共洗3 次, 并将洗涤用过的乙醇回收。
将洗好的产物离心脱醇后放入烘箱内, 在105 下烘燥2 h。
烘干后的羧甲基纤维素为纤维状小颗粒, 无臭、无味。
3、羧甲基纤维素的鉴定按照国家药品标准WS- 10001- ( HD- 0486) - 2002, 将羧甲基纤维素制备成乳胶体溶液。
取30 mL溶液滴加3 mL 盐酸后产生白色沉淀; 取一定体积溶液加入等量氯化钡溶液后产生白色沉淀, 证明所制备的产物为羧甲基纤维素。
4、制备高粘度羧甲基纤维素的优化条件为: 无水乙醇作为溶剂; 浴比为1 ：3; 氢氧化钠质量分数为30%; 氯乙酸乙醇质量分数为30% ; 碱化温度为35~ 40 , 碱化时间为2h; 醚化初期温度为40~ 45 , 后期温度为70 , 醚化时间为2 h。
得到羧甲基纤维素的的粘度值为9326mPa ! s。
2、羧甲基纤维素的制备（废纸）化学纯；原料的精制：将清杂的废纸粉碎后, 按1：3( 质量比) 的比例加入3% NaOH 水溶液打浆, 在80~ 90 时蒸煮2~ 3 h, 洗涤过滤后, 加入过氧化氢溶液进行漂白, 过滤即得到反应原料。
羧甲基纤维素的制备：在带有搅拌装置的三口瓶中, 加入10. 0 g 精制的原料, 加入120 mL 的85% 乙醇水溶液, 混合均匀后加入9. 0 g 氢氧化钠,在35 下恒温搅拌反应90 min, 制得碱性纤维素。
羧甲基纤维素材料的制备与性能研究
羧甲基纤维素材料的制备与性能研究近年来，羧甲基纤维素材料因其优异的性能在材料科学领域引起了广泛的关注和研究。
羧甲基纤维素是一种天然的多糖类物质，可以从植物细胞壁中提取得到。
它具有良好的生物相容性、可再生性和可降解性等特点，被广泛应用于纸浆、纺织、食品、医药等领域。
一、羧甲基纤维素的制备方法羧甲基纤维素的制备方法主要有两种：化学法和生物法。
化学法是将天然纤维经过化学处理，使其表面暴露出羧基，然后与甲醛反应生成羧甲基纤维素。
这种方法制备的羧甲基纤维素具有较高的结晶度和热稳定性，但存在环境污染和对工人健康的风险。
生物法是利用酶的作用将天然纤维中的纤维素水解为纤维素酚，随后在碱性条件下与甲醛反应生成羧甲基纤维素。
这种方法制备的羧甲基纤维素具有较低的结晶度，但不存在环境污染和对工人健康的风险。
二、羧甲基纤维素材料的性能研究1.力学性能羧甲基纤维素材料具有良好的力学性能，在航空、汽车等领域有广泛的应用。
研究发现，羧甲基纤维素纤维的拉伸强度和断裂伸长率与纤维素的纤维度有密切关系。
纤维度越大，拉伸强度越高，断裂伸长率越大。
2.热性能羧甲基纤维素材料在高温下表现出良好的热稳定性。
研究发现，羧甲基纤维素的热分解温度随着甲醛和羧甲基纤维素的摩尔比的增加而增加。
此外，羧甲基纤维素也具有较低的热导率和热膨胀系数，适用于高温环境下的应用。
3.表面性能羧甲基纤维素材料具有良好的亲水性和表面活性。
研究发现，羧甲基纤维素经过表面修饰后，其亲水性能得到了显著的提高，表面张力也得到了降低。
这使得羧甲基纤维素在纺织、食品等领域有广泛的应用。
4.生物相容性羧甲基纤维素是一种天然的多糖类物质，具有良好的生物相容性。
研究发现，添加羧甲基纤维素的医用材料具有良好的生物相容性和生物可降解性，可以用于制备人工骨骼、软骨修复材料等。
三、羧甲基纤维素材料的应用前景随着人们对环境保护和可持续发展的关注，羧甲基纤维素材料作为一种天然的可再生材料，具有广阔的应用前景。
羧甲基纤维素的主要功能用途
羧甲基纤维素的主要功能用途羧甲基纤维素（CMC）是一种天然高分子化合物，它由纤维素经过氧乙酰化和羟乙基化而得到。
CMC的结构中含有羧酸、羟基和甲基官能团，具有较好的水溶性和化学稳定性。
由于其优秀的物理化学特性，CMC在很多领域有着广泛的应用，本文将就其主要的功能用途进行简要介绍。
1. 食品添加剂CMC作为一种常用的食品添加剂，其主要作用是增加食物的黏稠度和粘度，并且改善其口感。
由于CMC具有较强的保湿性，对于生产蛋糕、乳制品、冷冻食品、果冻以及口香糖等有着重要作用。
另外，CMC对于油脂有较好的乳化稳定性，可以用于易于分层的调味汁、沙拉酱等食品中，还可以用作果汁、饮料等清凉饮料的工业原料。
2. 纺织工业CMC在纺织工业中的应用广泛，其主要功效是增加织物的柔软度和光泽度，改善织物的染色效果。
另外，CMC还具有良好的涂布性和粘附性，可以用于某些机织织物的印染过程中，提高其色牢度和防止缩水等问题。
此外，CMC还可以用作印花浆料、粘合剂及浆料液的添加剂。
3. 医药工业CMC在医药工业中的主要应用是作为药物颗粒和药片的粘合剂。
由于其在水中的溶解性良好，能够稳定药物的颗粒结构，使药物不易受潮。
此外，CMC还可以用作口腔药物的辅助剂，如牙膏、口香糖等。
4. 化妆品工业CMC在化妆品工业中的应用主要是作为稠化剂、乳化剂和凝胶剂，能够加强乳状化妆品（如霜状、奶状、油状等）的粘稠度、提高产品的稠度，使之更容易施展。
CMC还具有良好的保湿性，可以用于乳液为基础的化妆品，增强其保湿效果。
5. 石油化工CMC在石油化工中的应用主要是作为泥浆（石油钻井过程中润滑填充泥浆）的添加剂。
由于其具有良好的润滑性和泡沫稳定性，可以在钻井过程中减小钻头磨损程度，降低钻井液的黏度，提高土质粘土的塑性和封闭性，增加油井出产的油气。
此外，CMC还可以用作石油化工生产中润滑剂的添加剂。
6. 其他应用除了以上几个领域，CMC还可以用于其他许多领域和工业，如纸张生产、造纸工艺、乳胶产品、防火材料、烟草等。
羧甲基纤维素 分子式
羧甲基纤维素分子式羧甲基纤维素（Carboxymethyl cellulose，CMC）是一种化学上的半合成聚合物，由天然纤维素经过酯化反应得到，分子式为C8H16NaO8，分子量为90.0778。
羧甲基纤维素是一种重要的水溶性高分子化合物，具有多种用途，如食品工业、制药、纺织、造纸、石油开采等。
CMC在食品工业中的应用主要是作为增稠剂、胶体稳定剂、润湿剂、乳化剂和保湿剂等，常用于软饮料、糕点、琼脂、冰淇淋和肉制品等食品中。
在制药工业中，CMC主要用于制备胶囊、片剂、乳剂、眼药水等药品。
在纺织、造纸工业中，CMC则是一种重要的增稠剂、防止纤维破裂剂和悬浮剂，在石油开采中，CMC作为钻井液的稠化剂、润滑剂和泥浆的凝固剂等。
羧甲基纤维素是由天然纤维素通过二氧化碳和电气氧化反应制备得到的聚合物。
在该过程中，纤维素的羟基与氯乙酸发生酯化反应，最终生成羧甲基纤维素。
CMC的分子结构中含有羧甲基基团和纤维素骨架，具有羟基的亲水性和羧基的亲油性，因此在水溶液中可以形成胶体稳定剂。
在食品工业中，CMC在乳化、稳定、增稠等方面具有较好的性能，其质量要求主要包括纯度、粘度、pH值等。
CMC的粘度大小与涂抹物料的流变特性相关，一般要求在500~3000mPa·s之间。
CMC具有良好的温度稳定性和抗拉强度，可应用于高温加工的食品中。
CMC应用于食品保质期较长，不易发生变质。
CMC在制药工业中被广泛应用，它具有组织相容性和生物可降解性等优良特性。
CMC常用于片剂中的粘合剂，以改善片剂的机械强度和分散性。
此外，CMC还可用于制备乳剂、凝胶、胶囊和粉末剂等剂型。
CMC应用于制药的过程中要求无毒、无味、无臭、与药物稳定的性能。
在纺织工业中，CMC可用作增稠剂和防止纤维破裂剂。
添加CMC后，纤维素分子形成交联结构，提高了纱线的拉伸性和撕裂强度。
在造纸工业中，CMC可用作纸张加强剂、防止纸张破裂和增加白度的助剂。
CMC在石油开采中主要用于钻井泥浆的稠化和润滑，以及水泥的增稠和粘接等方面。
羧甲基纤维素结构
羧甲基纤维素结构羧甲基纤维素（Carboxymethyl Cellulose，简称CMC）又称羧甲基纤维素糊精，是一种无色透明的多元素半纤维素，为油化的半显示水溶性热塑性树脂。
它是将纤维素糖原通过醛金属水解结合，然后再加入羧基。
由于它具有较好的抗粘结性能，所以可以用作材料处理、水泥浆料、油井液加密剂等。
CMC是一种羧甲基纤维素结构，由羧羰基、苯叉链和羟基组成。
羧羰基通过羟基和糖的羧化来酯化，形成极性的结构，从而使得羧甲基纤维素具有很强的吸水性和溶解性。
此外，羧甲基纤维素具有高分子量，高安定性，对pH和温度有较低的敏感性。
羧甲基纤维素在使用中原料来源多，主要以植物纤维素（如亚麻籽屑、棉纤维或树脂）为原料，加工成羧甲基纤维素，也可使用海洋生物纤维素（如海藻糖）成品，并通过有机合成路线转化成可用于工业应用的特定结构的羧甲基纤维素。
羧甲基纤维素的分子结构主要由两种构型组成：一种是完全羧甲基纤维素，即它的官能团都是羧基，另一种是半羧甲基纤维素，它包括一部分官能团还是羧基，其它官能团则是苯基酰基、乙酰基和硝基等。
在纤维素分子上，存在若干类型的官能团，如羰基、苯基酰基、脲基和硝基等。
羧甲基纤维素的分子构型可以是很不同，可以是通过不同类型官能团的替换形成的有机结构体。
羧甲基纤维素的主要特性在于能体现出高分子表面张力和高分子吸能，且具有很强的凝结作用。
比如，它可以抑制油的表面张力，修复油的页岩体；还能够提高细粹土的流动特性，降低固体颗粒之间的相互作用；此外，由于它们的选择性吸附能力，还可以用作净水剂。
羧甲基纤维素也可以用于制备原料，比如把羧甲基纤维素和聚丙烯酸酯加塑剂共混浆料作为热塑性材料，可以制成聚合物类塑料或热塑性树脂；还可以与其它有机溶剂、水剂和润湿剂共同使用，作为切削油、喷涂液、增湿剂、润滑剂、胶粘剂的原料；此外，羧甲基纤维素还可用于制药剂成型，制备八氧化十六硫酸钠干燥剂，以及用于农药吸附剂、长效增水剂和测量剂等。
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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：09级材料化学日期：2011/11/2姓名：学号：同组人：一、预习部分1．羧甲基纤维素的性质：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。
羧甲基纤维素又称作羧甲基纤维素钠。
羧甲基纤维素钠(CMC)分子结构如下图所示：由德国于1918年首先制得，并于1921年获准专利而见诸于世。
此后便在欧洲实现商业化生产。
当时只为粗产品，用作胶体和粘结剂。
1936～1941年，羧甲基纤维素钠的工业应用研究相当活跃，发明了几个相当有启发性的专利。
第二次世界大战期间，德国将羧甲基纤维素钠用于合成洗涤剂。
Hercules公司于1943年为美国首次制成羧甲基纤维素钠，并于1946年生产精制的羧甲基纤维素钠产品，该产品被认可为安全的食品添加剂。
上世纪七十年代我国开始采用，九十年代开始普遍使用。
是当今世界上使用范围最广、用量最大的纤维素种类。
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，无嗅无味，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，遇多价金属盐也会反应出现沉淀。
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。
化学性质：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。
2.羧甲基纤维素的应用：羧甲基纤维素具有粘合、增稠、增强、乳化、保水、悬浮等作用。
（1）CMC在食品工业中的应用：FAO和WHO已批准将纯CMC用于食品，它是经过很严格的生物学、毒理学研究和试验后才获得批准的，国际标准的安全摄入量(ADI)是25mg/(kg·d)，即大约每人1．5 g/d。
曾有报道说，有人试验摄入量达到10 kg也未有毒性反应。
CMC在食品应用中不仅是良好的乳化稳定剂、增稠剂，而且具有优异的冻结、熔化稳定性，并能提高产品的风味，延长贮藏时间。
在豆奶、冰淇淋、雪糕、果冻、饮料、罐头中的用量约为1% ～1.5%。
CMC 还可与醋、酱油、植物油、果汁、肉汁、蔬菜汁等形成性能稳定的乳化分散液，其用量为0.2% ～ 0.5%。
特别是对动、植物油、蛋白质与水溶液的乳化性能极为优异，能使其形成性能稳定的匀质乳状液。
因其安全可靠，因此，其用量不受国家食品卫生标准ADI限制。
CMC 在食品领域不断被开发，近年来，在葡萄酒生产中应用羧甲基纤维素钠的研究也已开展。
（2）CMC在医药行业的用途：在医药工业中可作针剂的乳化稳定剂，片剂的粘结剂和成膜剂。
有人经基础及动物实验证明CMC是安全可靠的抗癌药载体。
用CMC 作膜材料，研制的中药养阴生肌散的改造剂型——养阴生肌膜，能用于皮肤磨削手术创面和外伤性创面。
动物模型研究表明，该膜防止创面感染，与纱布敷料无明显差异，在控制创面组织液渗出与创面快速愈合上，此膜明显优于纱布敷料，并有减轻术后水肿和创面刺激作用。
用聚乙烯醇：羧甲基纤维素钠：聚羧乙烯按3：6：1的比例制成的膜剂为最佳处方，粘附性及释放速率均增加，在增加粘膜粘附缓释膜剂的粘附力，延长制剂在口腔内的滞留时间及制剂中药物的药效都有明显提高。
丁哌卡因为强效局部麻醉药，但它中毒时有时可产生较为严重的心血管副反应，故临床上在广泛应用丁哌卡因的同时，对其毒性反应的防治研究一直较为重视。
药剂研究显示，CIVIC作为缓释物质与丁哌卡因溶液进行配制可显著降低药物的副作用。
在PRK手术中，采用低浓度地卡因与非甾体类抗炎药联合CMC可明显缓解术后疼痛。
预防腹部手术后腹膜粘连、减少肠梗阻的发生是临床外科最关注的问题之一。
有研究表明，CMC减轻术后腹膜粘连程度的作用明显优于透明质酸钠，可作为一种有效的方法来防止腹膜粘连的发生。
CMC用于治疗肝癌的导管肝动脉灌注抗癌药中，可以明显延长抗癌药在肿瘤的滞留时间，增强抗肿瘤的力，提高治疗效果。
在动物医学上，CMC 也有广泛的用途。
有报道[2]指出，向母羊腹腔内滴注1%CMC溶液来预防家畜难产、生殖道手术后发生腹部粘连有显著效果。
（3）CMC在其它工业中的应用在洗涤剂中，CMC可用作抗污垢再沉积剂，尤其是对疏水性的合成纤维织物的抗污垢再沉积效果，明显优于羧甲基纤维。
CMC在石油钻探中可用于保护油井作为泥浆稳定剂、保水剂，每口油井的用量为浅井2.3t，深井5.6t；在纺织工业中用作上浆剂、印染浆的增稠剂、纺织品印花及硬挺整理。
用于上浆剂能提高溶解性及粘变，并容易退浆；作为硬挺整理剂，其用量在95%以上；用于上浆剂，浆膜的强度、可弯曲性能明显提高；用再生丝心蛋白和羧甲基纤维素构成的复合膜作为固定葡萄糖氧化酶的基质，固定葡萄糖氧化酶和羧酸二茂铁，制成的葡萄糖生物传感器具有较高的灵敏度与稳定性。
研究表明，用浓度为1%(w/v)左右的CMC 溶液调制硅胶匀浆时，制得的薄层板的色谱性能最佳，同时，这种在优化条件下涂制的薄层板具有适当的层强度，适用于各种加样技术，方便于操作。
CMC 对大多数纤维均有粘着性，能改善纤维间的结合，其粘度的稳定性能确保上浆的均匀性，从而提高织造的效率。
还可用于纺织品的整理剂，特别是永久性的抗皱整理，给织物带来耐久性的变化。
CMC 可用作涂料的防沉剂、乳化剂、分散剂、流平剂、粘合剂，能使涂料的固体份均匀地分布于溶剂中，使涂料长期不分层，还大量应用于油漆中。
CMC 用作絮凝剂在除去钙离子方面比葡萄糖酸钠更有效，用作阳离子交换时，其交换容量可达1.6 ml/g 。
CMC 在造纸行业用作纸张施胶剂，可明显提高纸张的干强度和湿强度及耐油性、吸墨性和抗水性。
CMC 在化妆品中作为水溶胶，在牙膏中用作增稠剂，其用量在5%左右。
CMC 可作为絮凝剂、螯合剂、乳化剂、增稠剂、保水剂、上浆剂、成膜材料等，还广泛应用于电子、农药、皮革、塑料、印刷、陶瓷、日用化工等领域，而且由于其优异的性能和广泛的用途，还在不断地开拓新的应用领域，市场前景极为广阔。
3.羧甲基纤维素的制备：CMC 的工业生产方法, 按醚化介质的不同分为水媒法和溶媒法两大类。
在碱化和醚化反应中, 加入有机溶剂作为反应介质的方法, 叫做溶媒法, 适用于生产中高档 CM C 。
在碱化和醚化反应过程中不加有机溶剂而以水作为反应介质的方法叫作水媒法, 用于生产碱性低档CMC 。
制备CMC 的反应方程式为： 水媒法是早期开发用于生产CMC 的一种工艺方法, 该法将碱纤维素与醚化剂在存在游离碱和水的条件下进行反应。
水媒法设备简单、投资少、成本低,可取中低档CMC 产品用于洗涤剂,纺织上浆,粘接剂和石油工业等。
其工艺流程如下：制CMC 的第一步就是将纤维素与碱作用形成碱纤维素。
碱纤维素形成的机理目前还不够清楚, 因此解释不一, 归纳起来有以下几种说法:(1)认为纤维素中羟基像醇一样和氢氧化钠发)生反应, 生成醇钠。
(2)认为纤维素分子和氢氧化钠分子形成络合物:(3)认为纤维素和氢氧化钠溶液中的相互作用纯属物理吸附现象, 并无化合物生成。
67232672222[()]2[()]2n n C H O OH nClCH COOH nNaOH C H O OH OCH COONa nNaCl nH O ++→++碱化过程中, 纤维素在碱液中的润胀程度大小与原料来源、碱液浓度、处理温度和时间均有密切的关系。
溶媒法又称有机溶剂法, 由反应过程中用有机溶剂作介质而得名。
与水媒法类似, 它的反应过程也由碱化和醚化两个阶段组成, 但因介质不同, 两者的工艺过程有较大的差别, 溶媒法省去了水媒法所固有的浸碱、压榨、粉碎、老化等工序, 碱化、醚化均在捏和机中进行, 其工艺过程如下:溶媒法的特点是以有机溶剂作介质, 反应物在碱化、醚化过程中呈泥浆状态，反应过程传热、传质迅速,均匀, 稳定, 主反应快, 副反应少。
醚化剂利用率较水媒法提高10%～20%,所得产品均一性、透明度及溶解性能好, 是整个纤维素醚工业发展的方向。
同时, 溶媒法与传统水媒法相比, 工序少, 生产周期短。
但溶媒法使用昂贵的有机溶剂作介质在成本中所占比例大, 再则, 使用大量的有机溶剂, 在安全生产方面必须采取一系列的措施, 才能保证生产的顺利进行。
因此, 溶媒法目前一般用于生产中高档次的CMC产品。
二．实验部分：1.实验目的，原理，详细的实验步骤见讲义。
2.实验注意事项：（1）本实验最好采用机械搅拌，利用恒温水浴槽加热，搅拌的速度要快些，使纤维素很好地溶解。
（2）加入纤维素时，不要一次性地倒入三口瓶中，应缓慢地加入，使其能充分地溶解。
三．实验结果分析：此次实验最后得到的产品：1.25g纯白色的粉状固体。
对结果的分析：由于安装实验装置时，未将搅拌棒置于三口瓶底部，使得底部的原料没有搅拌均匀。
最后只有一部分原料参与了反应，三口瓶底部的那部分没有进行反应，导致最终的产率很低。
四．思考题：1.纤维素中葡萄糖单元中有3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：与亚甲基相连的那个羟基最容易与碱形成醇盐。
葡萄糖单元中的羟基与碱反应可看作酸碱反应，而伯醇的酸性最强，所以最易于碱发生反应生成醇盐。
氢氧化钠含量的影响直接影响醚化反应及利用率,氢氧化钠含量高,使反应速度增加, 反应均匀性也获得一定的改善, 产品透明度较好, 但过高的氢氧化钠含量促使副反应增多, 醚化剂利用率下降。
反应体系为碱性，水的存在会使氯乙酸发生水解副反应：体系中的游离碱含量越多，副反应就越多。
2.二级和三级氯代烃为什么不能作为纤维素的醚化剂？答：虽然二级和三级氯代烃参与醚化反应的反应活性高，，但是其扩散慢，溶解性能差，使得反应效率很低，所以不用做醚化剂。