羧甲基纤维素钠生产技术

1500～30000t/a羧甲基纤维素钠生产技术

发布时间：2005-09-26

15:49:03 【小中大字

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羧甲基纤维素钠简介

羧甲基纤维素钠（NaCMC或简称CMC）是一种水溶性纤维素醚，可使大多数常用水溶液制剂粘度在几cP到几千cP之间变化。

NaCMC的简化分子式如下：

Cell-O-CH2-COONa

NaCMC由一氯乙酸与碱纤维素相互反应而得。碱纤维素本身是由纤维素与氢氧化钠反应产生的。碱纤维素的步骤对于简化醚化剂与纤维素链之间的反应是必须的。取代度（DS）和聚合度（DP）是各等级NaCMC的典型指标。

1.取代度和溶解性

取代度指连接在每个纤维素单元上的羧甲基钠基团平均数量。纤维素分子上的葡萄糖酐有三个醇基：一个伯醇，两个仲醇。三个醇基都能与氯乙酸钠发生反应。伯醇基团反应活性最大，因此取代基首先会取代此基团使反应物分子变长。取代度的最大值是3，但是在工业上用途最大的是取代度在0.5到1.2之间变化的NaCMC。

取代度为0.2-0.3的NaCMC与取代度为0.7-0.8的NaCMC的特性存在着很大的区别。前者只是部分溶于PH值为7的水，但后者是可完全溶解的。在碱性条件下情况正好相反。

2.聚合度和粘度

聚合度指纤维素链的长度，决定着粘度的大小。纤维素链越长粘度越大，NaCMC 溶液也是如此。

NaCMC分子呈现出线性结构，因此能够形成高粘度溶液。粘度反映了分子间的相互作用力。

因此，选择聚合度不同的产品，制成1%的NaCMC水溶液，在25℃时，粘度在几cP到几千cP之间。

3.粘度

改变NaCMC水溶液的浓度可获得粘度高度变化的溶液。

涉及NaCMC的粘度时，有三个因素必须考虑：

λ溶液浓度

λ测量时的温度

λ所使用的粘度计的类型

很显然，浓度或温度的变化可以改变最终溶液粘度。NaCMC溶液是非牛顿液体，当剪切力增强时其表观粘度降低。在搅拌停止后，粘度成比例增加直到保持稳定。也就是说，溶液具有触变性。这是非常重要的现象，在搅拌前和搅拌后，NaCMC溶液粘度变化很大。因此严格按照制造商推荐的测量方法进行测量是非常重要的。

NaCMC作为吸水性胶体，具有所有胶体的特性。此外NaCMC溶液还可用于粘合剂，胶化剂，稳定剂和分散剂以及成膜剂。

羧甲基纤维素钠的特性

1.温度的影响

干态的NaCMC能够耐140-150℃以下的温度几分钟。和大多数溶液一样，当温度升高时NaCMC溶液粘度降低。但是这些溶液在加热时保持稳定，在冷却后粘度又会回到初始粘度。

2.酸碱的影响

NaCMC是一种具有较强酸性的酸。如果用强酸处理NaCMC，会释放出游离酸HCMC。这种酸不溶于水。

注意析出的情况只发生在PH值较低的情况下（大约为2.5），如果PH值超过这个值就不会产生析出的情况，例如在PH值为3.5的醋酸介质中。

NaCMC可作为缓冲器和离子交换器。如果PH值保持在上述的限度内，可以向水溶液中添加少量的酸，而不引起溶解性的变化。

3.盐的影响

某些金属盐与NaCMC反应，析出相应的纤维素羟乙酸金属盐。铝盐，锡盐和铅盐，高铁盐，银盐，铜盐和锆盐都会发生此反应。

NaCMC不会和钙盐和镁盐反应而沉淀，所以可以用于硬水。

弱浓度碱金属盐的存在通常会降低溶液的粘度，但强浓度的碱金属盐的存在将增加溶液的粘度，在有些情况下甚至引起胶凝作用。

4.抗溶剂性

NaCMC不溶于有机溶剂。

虽然可能产生一些溶胀反应，但NaCMC不会溶解。不过可以在NaCMC溶液中加入一定百分比的水溶性有机溶剂（通常是30-40%），例如：

λ丙酮

λ甲醇或乙醇

λ二恶烷

λ乙二醇乙酸酯

5.含水量

是一种易潮湿的物质。放置在空气中，干燥的NaCMC吸收12%-25%的水分（取决于空气的湿度和选择的等级）。

为了避免在给定的时间段因含水量的变化而导致活性物浓度的改变，NaCMC应储存在原始包装中或密封容器内。建议储存在干燥的地方。

本工艺可生产两种NaCMC

纯净级（PCMC）

NaCMC含量很高，只含有少量的盐。

工业级（TCMC）

含有一定比例碱性盐和中性盐的反应副产品。

纯净级和工业级的NaCMC有几种型号，其外观、活性物质的浓度、取代度和粘度有所不同。

NaCMC的应用领域

NaCMC有广泛的应用领域。通常用作水溶胶，增稠剂，悬浮剂，成膜活性剂，乳化稳定剂，上浆剂，涂布剂，胶粘剂、保护性胶体等。

通过调节NaCMC的以下特性，产品可以适应各种不同的用途：

λ活性物质浓度（纯度）

λ粘度

λ取代度

λ使用剂量

λ产品使用的应用条件

1.洗涤剂

NaCMC是粉剂洗涤剂的基本成分，特别是无磷粉剂。它有胶体的特性，可以阻止灰尘污染纺织纤维，在使用合成洗涤剂的时候经常发生这样的情况。它可以稳定泡沫，保护双手。NaCMC可以加入到非离子液体洗涤剂中，同样可以防止纺织纤维重复吸收灰尘。NaCMC也可用作增稠剂，稳定剂，肥皂和洗衣粉的粘合剂和增塑剂。

2.钻探

NaCMC可用作钻探泥浆的基本添加剂，作为保护性胶体和粘度调节剂，并减少滤液。还可以开发专用型号以使钻机适应泥浆的特性。

NaCMC用于石油和天然气钻探，钻水井，钻孔，空心钻，水平钻以及钻矿。

3.涂装

NaCMC对于填料和石膏是一种良好的粘合剂，可用于增厚和稳定乳胶漆。

4.造纸业

a) 表面处理

λ纸板和轻纸板的表面处理

λ涂层纸板的表面处理

λ胶版纸的表面处理

λ改善上述纸张的技术特性

λ改善淀粉成膜构造

λ抗迁移效果

λ硅化纸

λ耐油牛皮纸

λ可再生纸

λ用于咖啡和茶包装的特种纸

λ其他特种纸

b) 涂料

λ保水

λ粘合性

λ改善荧光增白剂的效果

λ加入到原料中，可以改进纸张的机械特性。

5.建筑材料

由于NaCMC的塑化性，通常用于传统的石膏料。它也减慢了硬化过程，因此混合后可以延长石膏的使用时间。

6.纺织品

NaCMC是棉花、人造丝、亚麻布、黄麻和羊毛以及人造纤维的良好的上浆剂。它可涂在沙布上，在织布的的过程中起保护作用，保留良好的弹性，改善平滑性。NaCMC也是一种良好的整理剂，与大多数标准产品兼容。它改善了纤维的触感并使之保持自然鲜艳的颜色。

某些品种的NaCMC也是某些浆料非常有效的增厚剂。

7.壁纸浆糊