交联羧甲基纤维素钠

交联羧甲基纤维素钠（ CCMC-Na ）

交联羧甲基纤维素钠是一种医用辅料 ,其崩解效果好 ,速度快 ,分散均匀 ,适用面广 ,因此也

被称为“超级崩解剂” 。

羧甲基纤维素是在天然纤维素的基础之上 ,经过碱化反应和醚化反应所制得的一种具有 羧甲基结构的纤维素醚类衍生物 , 分子上的羧基和钠离子结合成钠盐 ,即羧甲基纤维素钠 （Na-CMC ），习惯上称为 CMC 。

性和引湿性 ,在干燥的环境下 ,可以长期保存。

羧甲基纤维素钠的分子结构单元如下

羧甲基纤维素纳主要是以纤维素为原料 ,进行碱化和酸化反应生成的 ,其主要的化学反应有两 步 ,第一步纤维素与一定浓度的氢氧化钠溶液发生反应 ,生成碱纤维素 ,目地在于制得的碱纤 维素具有高度的反应性 ,为其后的醚化反应做准备 ;第二步 ,碱纤维素与一氯乙酸 （或一氯乙酸 钠 ）发生醚化反应 ,其目的在于一氯乙酸中的羧甲基取代碱纤维素上的羟基 , 其化学反应式如 下：

（1）碱化 纤维素与一定浓度的氢氧化钠溶液反应生成碱纤维素 :

（2） 醚化 碱纤维素与一氯乙酸 （或钠盐 ）的醚化反应

1

（3）中间副反应：

ClCH2COONa+ NaOH → HOCH 2COONa+NaCl （4） ClCH 2COONa+ H 2O →HOCH 2COOH+ NaCl （5）ClCH 2COOH + 2NaOH → HOCH 2COONa + NaCl+H 2O （6

羧甲基纤维素钠一般为粉末状的固体 没有特殊的气味 ,是一种大分子化学物

质， 较高的粘稠溶液，不溶于一般的有

,有时也呈现颗粒状或纤维状 ,颜色为白色或淡黄色 具有很强的引湿性 ,能溶于水中 ,在水中形成透明度 ,例如乙醇、乙醚、氯仿及苯等，具有一定的吸水

正是因为上述副反应的存在,一方面消耗了碱液和酸化剂,另一方面使得甲基纤维素钠中含有轻乙酸钠、氯化钠和乙醇酸等杂质,影响了产物的纯度,使得接甲基纤维素钠的纯度难以得到大幅度的提高,其应用范围也受到了一定的影响。

羧甲基纤维素钠的生产工艺发展

第一个阶段即最初投入工业生产的时候,都是选用水媒法进行生产的。水媒法主要是以水为

反应介质生产和制备羧甲基纤维素。水媒法因为其热分散慢,传质不均匀,生产中醚化剂使用

效率过低,整个生产得到的产品取代不均勾,而逐渐被淘汰,目前水媒法主要用于生产低档级、粗制级和工业级的羧甲基纤维素。

溶媒法的出现很好的解决了水媒法的弊端,以有机溶剂为反应介质,即提高了散热速度,也加快了醚化剂的分散速度和反应速度,提高了醚化剂的效率。溶媒法的发展经历了两个阶段,一

是捏合法,二是淤浆法。捏合法主要是捏合机为反应釜,其有机溶剂的用量较少, 淤浆法则是

将碱化和酸化分开反应且有机溶剂较多的一种生产方式。

交联羧甲基纤维素钠制备：以纤维素粉末为起始原料分二种方法制备CCMC-Na （一）先醚化后交联制备CCMC 原料名称投料量纤维素粉末10g

无水乙醇80ml

20%氢氧化钠50ml

一氯乙酸

N,N-亚甲基双丙稀酰胺

将l0g 纤维素粉末溶于80ml 的无水乙醇中, 加入50ml 浓度为20%的氧氧化钠溶液,再加入一

定量一氯乙酸,升温至70o C,揽拌反应2h 后趁热过滤,并用80%的乙醇溶液进行搅拌洗涤过滤三次,并用异丙醇洗除水分。然后将上述制备的CMC溶于无水乙醇中,加入浓度为20%的氢氧化钠溶液和一定量的交联剂（N,N-亚甲基双丙稀酰胺）,加温搅拌3h 后趁热过滤,同样以80%的乙醇溶液进行搅拌洗漆过滤三次,过滤后在105o C 的温度下干燥至质量恒定

先交联后醚化制备CCMC

原料名称投料量

纤维素粉末

10g

无水乙醇

80ml

20%氢氧化钠50ml

N,N-亚甲基双丙稀酰胺

一氯乙酸

尿碱溶液

以纤维素为原料 ,首先进行纤维素的交联反应 ,制备交联纤维素 ,然后将交联纤维素 用

一氯乙酸进行醚化反应 ,制备交联羧甲基纤维素钠。 将 10g 纤维素粉末溶于 80ml 的无水乙 醇中 ,加入 50ml 浓度为 20%的氧氧化钠溶液 ,再加入一定量的交联剂和引发剂 ,加温搅拌 3h 后 停止冷却至常温后将产物溶于尿碱溶液中 ,过滤除去未反应的纤维素。再将产物放入烧瓶中 , 加入无水乙醇和一氯乙酸 ,升温至 700C,边搅拌边滴入 20%的氢氧化钠共 20ml,反应 2h 后趁热 过滤 ,并用 80%的乙醇溶液进行搅拌洗涤过滤三次 ,并用异丙醇洗除水分 ,过滤后在 1050C 的温 度下干燥至质量恒定

先交联后醚化的制备方式制得的交联羧甲基纤维素钠比先醚化后交联的制备方式制得的交 联羧甲基纤维素纳无论是在凝胶含量还是吸水性能上有具有更加的效果。 以先交联后醚化的 方式制备交联羧甲基纤维素纳时 ,当交联剂的用量为 25%（交联剂的用量以纤维素分子中羟 基摩尔数量的百分比表示）时 ,凝胶含量达到了最大 57.3%,当交联剂用量为 10%时 ,制得的交 联羧甲基纤维素钠的溶胀比和沉降体积达到最大。

为使反应试剂得到更充分的利用， 人们对加料方式进行了改进。 一种使用较多的方法是多次 加碱法，即分多次加入碱，以便使碱得到更充分的利用， 提高反应效率和反应的均匀性，如 二次加碱、三次加碱等。类似的还有多次醚化法，即分多次加入醚化剂。生产实践证明，二 次/ 多次加料法明显优于一次加料法， 反应的醚化效率高， 产品的透明度、 取代分布均匀性、 抗腐败能力、耐二价盐能力都有大幅提升，从而提高产品的质量。

（三） CMC 合成 CCMC 方法：

原料名称

投料量 CMC

10.0g 95%乙醇 环氧氯丙烷

取 10.00g 干燥后的 CMC 倒入 500mL 三口瓶中 ,然后加人 80ml95% 的乙醇一水溶液 ,搅拌

10min; 用 NaOH 溶液调所需溶液的 pH 约为 9，室温碱化 60min; 逐滴加入环氧氯丙烷（ CMC 质量的 3%）,温度控制在 60-65o C,搅拌下反应规定时间 ;反应完毕后用 36%醋酸中和至中性 ,抽滤 ,然后 用 80%的异丙醇一水溶液洗涤 3 次 ,最后烘干

羧甲基纤维素钠精制：

（一） 醇洗涤法精制羧甲基纤维素钠：

将无水乙醇配制成体积分数为 80%的乙醇溶液 ,根据液固比的不同 ,多次洗涤 CMC 粉末 ,即控

80ml

0.3g