羧甲基纤维素及反应原理
羧甲基纤维素
羧甲基纤维素一、名称：1. 化学名称：羧甲基纤维素钠，又称羧甲基纤维素2. 英文全称：Carboxymethyl Cellulose3. 英文简称：CMC二、分子式：[C6H7O2(OH)2CH2COONa]n三、制备：CMC 的主要化学反应是纤维素和碱生成碱纤维素的碱化反应以及碱纤维素和一氯乙酸的醚化反应。
碱化: [C6H7O2(OH) 3] n + nNaOH→[C6H7O2(OH) 2ONa ] n + nH2O醚化: [C6H7O2(OH) 2ONa ] n + nClCH2COONa →[C6H7O2(OH) 2OCH2COONa ] n + nNaCl三、物理性质：外观为白色或微黄色絮状纤维粉未或白色粉未，无嗅无味，无毒；易溶于冷水或热水，形成胶状，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，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。
常用钠盐。
白色絮状粉末，无臭，无味，无毒。
易溶于水，形成透明胶状液，溶液呈中性。
对光、热稳定。
有吸湿性。
不溶于酸、甲酚、乙醇、丙酮、氯仿、苯等，难溶于甲醇、乙醚。
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。
制药业选用适当黏度CMC作片剂的黏合剂、崩解剂，混悬剂的助悬剂等。
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。
羧甲基纤维素钠和羧甲基纤维素
羧甲基纤维素钠和羧甲基纤维素1. 简介羧甲基纤维素钠（Carboxymethyl cellulose sodium）和羧甲基纤维素（Carboxymethyl cellulose）是一类常用的功能性高分子化合物。
它们具有良好的溶解性、增稠性和稳定性，广泛应用于食品、制药、化妆品等领域。
本文将详细介绍羧甲基纤维素钠和羧甲基纤维素的特性、制备方法以及应用领域。
2. 特性2.1 羧甲基纤维素钠的特性羧甲基纤维素钠是一种离子型聚电解质，具有以下特点：•溶解性：羧甲基纤维素钠在水中具有良好的溶解性，形成胶体溶液。
•高度增稠：由于其分子结构中含有大量的羧甲基，能够形成大量氢键和静电作用力，使得溶液具有较高的粘度。
•高度吸水性：羧甲基纤维素钠可以吸收大量水分，并形成凝胶状物质。
2.2 羧甲基纤维素的特性羧甲基纤维素是一种非离子型聚电解质，具有以下特点：•溶解性：羧甲基纤维素在水中具有良好的溶解性，形成胶体溶液。
•中度增稠：相比羧甲基纤维素钠而言，羧甲基纤维素的增稠效果较弱。
•高度吸水性：羧甲基纤维素可以吸收大量水分，并形成凝胶状物质。
3. 制备方法3.1 羧甲基纤维素钠的制备方法羧甲基纤维素钠的制备方法通常包括以下步骤：1.纤维素预处理：将天然纤维素经过碱处理、酯化等预处理过程，使其表面含有活性基团。
2.羧甲基化反应：将预处理后的纤维素与氯乙酸等反应剂进行反应，引入羧甲基。
3.碱化处理：将反应得到的产物经过碱处理，得到羧甲基纤维素钠。
3.2 羧甲基纤维素的制备方法羧甲基纤维素的制备方法与羧甲基纤维素钠类似，但在最后一步碱化处理时使用酸性条件，得到非离子型的羧甲基纤维素。
4. 应用领域4.1 食品工业羧甲基纤维素钠和羧甲基纤维素在食品工业中具有以下应用：•增稠剂：由于其良好的增稠性，可用于制作果冻、酱料等食品。
•稳定剂：能够增强食品的稳定性，延长保质期。
•着色剂：可以作为食品着色剂使用。
4.2 制药工业羧甲基纤维素钠和羧甲基纤维素在制药工业中具有以下应用：•药物控释剂：由于其良好的吸水性和溶解性，可用于控制药物释放速率。
羧甲基纤维素生产工艺
羧甲基纤维素生产工艺
羧甲基纤维素（CMC）的生产工艺主要包括下述几个步骤：
1. 原料准备：将木浆或纤维素原料加入到溶解槽中，加入适量的苛性碱和石灰，进行预处理。
然后将预处理后的原料送入苛性碱溶解槽。
2. 溶解：在苛性碱溶解槽中，加入适量的碳酸钠和氢氧化钠，并加热至一定温度。
在高温高压的环境下，使纤维素与碱液充分反应，溶解成纤维素碱溶液。
3. 甲醛化反应：将甲醛加入溶解槽中，与纤维素碱溶液进行反应。
甲醛与羟基（OH）和羧基（COOH）反应，生成羧甲基
纤维素。
4. 中和：将生成的羧甲基纤维素溶液与硫酸进行中和反应，将pH值调整在适宜范围。
调整后的羧甲基纤维素溶液称为CMC 浆料。
5. 过滤：用过滤设备将CMC浆料中的杂质、纤维等进行过滤，得到较纯净的CMC浆料。
6. 浓缩：将过滤后的CMC浆料进行浓缩处理，使浆料的浓度
达到产品要求。
7. 干燥：将浓缩后的CMC浆料进行干燥处理，一般采用喷雾
干燥或气流干燥等方法，得到CMC粉末。
8. 精细加工：对CMC粉末进行筛分、研磨等加工处理，以得到符合产品要求的CMC终产品。
以上是羧甲基纤维素的一般生产工艺流程，具体工艺参数和设备配置可能会根据生产厂家和产品要求的不同而略有差异。
同时，CMC的生产过程中还需要进行质量检验、包装等环节，以确保产品的质量和安全。
羧甲基纤维素 多糖
羧甲基纤维素多糖
羧甲基纤维素是一种多糖，也被称为羧甲基纤维素钠。
它是一种水溶性聚合物，通常用作增稠剂、乳化剂和稳定剂。
羧甲基纤维素的化学结构包含羧甲基基团，这些基团使得它在水中溶解并形成凝胶状物质。
这种多糖通常用于食品工业、制药工业和化妆品工业等领域。
在食品工业中，羧甲基纤维素常被用作增稠剂和稳定剂，例如在冰淇淋、酱料和沙拉酱中。
它能够增加食品的黏稠度和口感，同时也能够防止食品中的沉淀物沉积。
在制药工业中，羧甲基纤维素常被用作药片的成型剂和包衣剂，以改善药物的口感和稳定性。
此外，它还可以用于制造口服液和注射液等药物剂型。
在化妆品工业中，羧甲基纤维素通常被用作乳化剂和稳定剂，用于调配乳液、面霜和洗发水等产品。
从营养角度来看，羧甲基纤维素作为多糖类物质，通常不会被人体消化吸收，因此在食品中使用时需要注意控制摄入量，以免对消化系统造成不适。
此外，对羧甲基纤维素的过敏反应也需要引起重视，个体在摄入或使用时应当留意相关的过敏反应。
总的来说，羧甲基纤维素作为一种多糖，在工业生产和食品加工中具有重要的应用价值，但在使用时需要注意其对人体的影响，合理控制用量，以确保产品的安全性和可靠性。
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。
羧甲基纤维素制备方法及其生产工艺研究进展
羧甲基纤维素制备方法及其生产工艺研究进展羧甲基纤维素制备方法及其生产工艺研究进展，介绍了羧甲基纤维素（CMC)的关键技术指标，并从羧甲基化反应机理出发，在回顾传统制备方法的基础上，综述了近年来国内外关于纤维素羧甲基化反应和工艺的研究进展，重点评述了对体系反应介质的种类和组成、溶液法、新原料、溶媒法工艺的改进、羧甲基化工艺与其他产品生产工艺的耦合等问题，并对其发展前景进行了展望。
天然纤维素是自然界中分布最广、含量最多的多糖，来源十分丰富。
当前纤维素的改性技术主要集中在醚化和酯化两方面。
羧甲基化反应是醚化技术的一种。
纤维素经羧甲基化后得到羧甲基纤维素（CMC),其水溶液具有增稠、成膜、黏接、水分保持、胶体保护、乳化及悬浮等作用，广泛应用于石油、食品、医药、纺织和造纸等行业，是最重要的纤维素醚类之_[1-2。
近年来，随着国民经济的迅速发展，我国CMC需求量以年均9°%的速度递增，而且由于CMC宝贵的胶体化学性质，使其应用领域还在不断拓展[3-4。
目前，我国生产的CMC 产品无论在产量上还是在品种和质量上均不能满足国内市场的需求，因此积极开发CMC制备技术具有重要意义。
本文首先介绍了 CMC的关键技术指标，并从羧甲基化反应机理出发，综述了近年来国内外关于纤维素羧甲基化工艺的研究进展，讨论了当前 CMC制备技术的热点问题，并对其发展前景进行了展望。
1 CMC产品的技术指标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。
其中聚合度和取代度是最关键的指标，决定了 CMC的性质和用途。
一般而言，提高CMC的聚合度和取代的高低；产品水溶液的pH—般要求为中性或弱碱度，它的水溶性、降滤失性能、黏度及抗盐性能性。
表1列举了一些行业标准中CMC的主要技术也有所提高。
CMC水溶液的黏度反映了聚合度指标[5-10。
表1各行业标准中CMC的主要技术指标Table 1 Important parameters of carboxymethylcellulose (CMC) in some technical specificationsIn drilling fluidsItemIn food additives In toothpaste In detergentLow-viscosity CMCHigh-viscosity CMCAppearanceFibrous powder, white orfaint yellowFree-flowing or granulated powder,white or faint yelloww (Water)/%<10<7<10<10<10Purity(w)/%——>55>80.0> 95.0Degree of substitution0.20-1.500.20 - 1.500.5 -0.7>0.80>0.80pH of aqueous solution6.0 - 8.56.5 - 8.58.0 - 9.07.0 - 9.06.5 - 8.0不同行业对CMC的指标要求不尽相同。
cmc
CMC的吸湿特性
CMC具有吸湿特性，其吸湿程度与大气温度和相对湿度有关，当到达平衡后，就不再吸湿。
CMC的成膜性
一般情况下，粘度和高分子量的CMC在一定的湿度下制成的薄膜只有强度和高予韧性。使用某些水溶性的树脂作交联剂与CMC的混合液溶成膜，经进一步干燥塑化对理，薄膜可变成不溶干水的产品但经铝盐处理可获水溶性。
2）．将CMC先与白砂糖等干燥的原料，以干法的形式混合，再投入水中溶解。操作时，先将CMC先与白砂糖等干燥的原料按照一定的比例，放在不锈钢搅拌机中，关上搅拌机的顶盖、使搅拌机内的物料处于密闭状态。接着，开启搅拌机，将CMC和其他原料充分拌和。然后，将拌和的CMC混合料缓慢均匀地撒到装有水的配料缸内，并不断搅拌，后面的操作则可以参照上述的第一种溶解方法进行。
CMC化工产品
简介
CMC (中文名：羧甲基纤维素钠，英文名：Carboxyl methyl Cellulose，简称CMC)
产品名称： CMC
产品类别： 原材料及辅料系列--辅料系列
详细说明：
CMC是一种重要的纤维素醚，是天然纤维经过化学改性后所获得的一种水溶性好的聚阴离子纤维素化合物，易溶于冷热水。它具有乳化分散剂、固体分散性、不易腐蚀、生理上无害等不同寻常的和极有价值的综合物理、化学性质，是一种用途广泛的天然高分子衍生物。CMC为白色或微黄色粉末、粒状或纤维状固体，无臭、无味、无毒。CMC具有增稠、分散、悬浮、粘合、成膜、保护胶体和保护水分等优良性能，广泛应用于食品、医药、牙膏等行业。CMC是一种大分子化学物质，能够吸水膨胀，在水中溶胀时，可以形成透明的粘稠胶液，在酸碱度方面表现为中性。固体CMC对光及室温均较稳定，在干燥的环境中，可以长期保存。CMC的优越性能如：增稠性、保水性、代谢惰性、成膜成形性、分散稳定性等，可用作增稠剂、保水剂、粘合剂、润滑剂、乳化剂、助悬浮剂、药片基质、生物基质和生物制品载体等。
羧甲基纤维素及反应原理
1.振动给料机 2.空气过滤器 3.进风机 4.热交换器 5.旋风除尘器 6.引 风机 7.进风机 8.空气过滤器
三、工艺流程简述 ：
7、粉碎、过筛、混料、包装：
A. 已烘干好的CMC用锤击式粉碎机粉碎；
B.再根据粒度要求选用不同目数的筛网过筛 ，控制好粒度（细度）； C.为了使产品质量均一、稳定，将各小批号 质量指标大径相近的CMC或根据客户不同要 求选用指标不同的小批，混成大批号以达到 客户所要求的质量指标； D. 最后进入产品包装、入库。
反
的 控
碱化、醚化工艺的控制：
制 提高取代度来提高产品的均匀性：
应 原 理
四、各质量指标的控制：
(6) CMC产品视比重和粒度的大小与产品
视 的取代度和产品取代均匀性有关，取
比 代度高均匀性好相对产品粉碎后视比
重 重大粒度细。 、 粒 与产品在洗涤过程中洗涤酒浓度有关
度 ，浓度控制低，产品烘干粉碎后视比
反应介质条件下进行碱化、醚化反应的工艺 方法。按反应稀释剂用量的多少又分为淤浆 法和捏合法（溶剂法或悬浮法）。
羧 甲 基 生纤 产维 及素 反 应 原 理
二、CMC生产方法及原理：
2、溶媒法生产工艺及原理：
溶媒法特点：
(1) 反应过程传热、传质迅速、均匀。 (2) 主反应速度快，副反应减少，醚化剂利用率较水媒 法高10-20% (3) 反应稳定性、均匀性提高；取代均匀性和使用性能 大大提高。
(3)
：
PH
值
的
洗涤过程采用盐酸和氢氧化钠调
控 制
整PH值，使产品成为PH=6.5-7.5
_
酸
碱
度
_
羧 甲 基 生纤 产维 及素 反 应 原 理
羧甲基纤维素钾的制备
羧甲基纤维素钾的制备
羧甲基纤维素钾是一种非常重要的高分子化合物，广泛应用于食品、
制药、化妆品、建材等众多领域。
它是由质子化纤维素的羟乙基化和
甲基化反应制得的盐酸盐，具有良好的水溶性和增稠性能。
那么，羧甲基纤维素钾的制备方法有哪些呢？下面我们来进行简单的
介绍。
1. 羧甲基纤维素钾的首要原料：纤维素。
纤维素可以从天然材料中提
取或人工合成。
2. 羟乙基化反应。
将纤维素与醇类（如乙二醇或甘油）在碱性条件下
进行反应，使纤维素上的羟基与醇类发生酯化反应，得到羟乙基纤维素。
3. 甲基化反应。
将羟乙基纤维素与碘甲烷在碱性条件下进行反应，羟
基上的氢原子被甲基取代，得到甲基化纤维素（约有60%-70%的羟基被甲基化）。
4. 羧甲基化反应。
将甲基化纤维素在碱性条件下与丙烯酸或丙烯酸酐
进行反应，甲基化纤维素上的羟基与丙烯酸或丙烯酸酐发生酯化反应，得到羧甲基化纤维素。
5. 钾化反应。
将羧甲基化纤维素在碱性条件下与氢氧化钾作用，酸中
和后得到羧甲基纤维素钾。
总体来说，羧甲基纤维素钾的制备就是在纤维素分子上，通过羟乙基化、甲基化和羧甲基化等反应，引入羧甲基基团和钾离子基团，从而
得到具有良好水溶性和增稠性能的高分子化合物。
需要注意的是，羧甲基纤维素钾的制备需要严格控制反应条件和过程，确保反应效率和产率，同时还要避免对环境造成污染。
因此，在进行
制备过程中要认真操作，确保质量的稳定和可靠。
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 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。
羧甲基纤维素螯合金属离子_概述说明以及解释
羧甲基纤维素螯合金属离子概述说明以及解释1. 引言1.1 概述羧甲基纤维素（CMC）是一种常见的离子聚合物，在化工、环境科学和生物医学领域广泛应用。
羧甲基纤维素具有类似于纤维素的多糖结构，其分子中含有大量的羧酸基团。
这些羧酸基团可以与金属离子形成稳定的螯合络合物。
本文将探讨羧甲基纤维素螯合金属离子的作用机制以及其在环境污染治理和生物医学领域中的应用。
1.2 文章结构本文包括以下几个部分：引言、羧甲基纤维素螯合金属离子的作用机制、羧甲基纤维素螯合金属离子在环境污染治理中的应用、羧甲基纤维素螯合金属离子在生物医学领域中的研究进展以及结论部分。
1.3 目的本文旨在通过对羧甲基纤维素螯合金属离子进行概述和解释，深入探讨其作用机制，并分析其在环境污染治理和生物医学领域中的应用。
通过对近年来相关研究成果的总结，展望羧甲基纤维素螯合金属离子未来可能面临的挑战和发展方向。
最终旨在为相关领域的科研工作者提供参考，推动羧甲基纤维素螯合金属离子在实际应用中的进一步发展。
2. 羧甲基纤维素螯合金属离子的作用机制2.1 羧甲基纤维素的结构特点羧甲基纤维素是一种具有羧基官能团的水溶性聚合物。
其结构特点主要包括含有大量羧酸（-COOH）官能团和部分亲水性的纤维素骨架。
这使得羧甲基纤维素在水中具有较好的溶解性和可调控的表面活性。
2.2 金属离子与羧甲基纤维素之间的螯合反应机制羧甲基纤维素与金属离子之间发生螯合反应，主要通过羧酸官能团上的羟基（-OH）与金属离子形成配位键。
这种配位键可以通过共价键或者氢键形式存在。
在螯合反应中，金属离子和羧甲基纤维素之间的相互作用强度和选择性受多个因素影响，包括：1) 金属离子电荷：带正电荷的金属离子更容易与负电荷的羧酸官能团发生反应，从而形成较为稳定的螯合配合物。
2) 羧酸官能团的数目和空间排布：羧甲基纤维素中含有多个羧酸官能团，这些官能团的数目和排布方式会影响金属离子与之结合的程度和稳定性。
羧甲基纤维素结构
羧甲基纤维素结构羧甲基纤维素是一种重要的纤维素衍生物，其分子结构中包含羧甲基官能团。
羧甲基官能团是一种含有羧基 (-COOH) 的有机官能团，通过与纤维素的羟基结合形成羧甲基纤维素。
羧甲基官能团的引入可以赋予纤维素更多的特性和应用领域。
羧甲基纤维素的分子结构由纤维素主链和羧甲基官能团组成。
纤维素主链由许多葡萄糖分子通过β-1,4-糖苷键连结而成，形成了线性的多聚体。
在纤维素分子上，羟基 (-OH) 上存在部分取代，其中一部分羟基被羧甲基官能团取代，形成了羧甲基纤维素。
羧甲基官能团通过酯键与羟基结合，与纤维素主链连接起来。
羧甲基纤维素的分子结构可以通过化学反应进行控制和修饰。
在化学反应中，可以改变羟基和羧基的取代程度、位置和数量，从而调整羧甲基纤维素的性质和应用领域。
例如，通过羧甲基化反应，可以引入不同长度的羧甲基官能团，形成不同取代度的羧甲基纤维素。
通过改变羟基和羧基的取代位置，还可以得到不同位置的羧甲基纤维素，从而影响其溶解性和粘合性能。
羧甲基纤维素具有许多特殊的性质和应用领域。
首先，它具有良好的溶解性。
在水或缓冲液中，羧甲基纤维素可以快速溶解，并形成黏稠的溶液。
其溶解性使得羧甲基纤维素成为一种重要的粘合剂和胶粘剂。
其次，羧甲基纤维素具有优异的粘合性能。
由于羧基和羟基的存在，羧甲基纤维素可以与接受者表面的羟基或胺基发生反应，形成强力的共价键。
这种粘合机制使得羧甲基纤维素在纤维素材料的粘接、涂覆和包装等方面具有广泛的应用。
此外，羧甲基纤维素还具备可控释放和吸附功能。
通过控制羧甲基纤维素的化学结构和物理状态，可以调节其对溶质物质的吸附和释放速率。
因此，羧甲基纤维素在药物传递、植物保护和环境修复等领域具有潜在的应用前景。
总结起来，羧甲基纤维素是一种含有羧甲基官能团的纤维素衍生物。
其分子结构由纤维素主链和羧甲基官能团组成。
羧甲基纤维素具有良好的溶解性、粘合性能以及可控释放和吸附功能。
这些特点使得羧甲基纤维素在粘合剂、胶粘剂、药物传递和环境修复等领域具有广泛的应用。
纤维素钠和羧甲基纤维素
纤维素钠和羧甲基纤维素
纤维素钠是一种具有纤维素结构的钠盐化合物。
它是由纤维素与氢氧化钠反应产生的。
纤维素钠具有很强的吸湿性和保水性，广泛应用于食品、药品和化妆品等领域。
它在食品加工中常用作增稠剂和乳化剂，可以提高产品的质感和稳定性。
在药品中，纤维素钠常用作颗粒剂的溶解剂和制剂的成型剂。
在化妆品中，纤维素钠可以增加产品的黏度和稠度，改善产品的质感。
羧甲基纤维素是一种含有羧基的修饰纤维素衍生物。
它是通过纤维素与羧酸反应而制得的。
羧甲基纤维素具有较强的吸湿性和保水性，还具有一定的胶凝性和增稠性。
它在食品工业中常用作保湿剂和增稠剂，可以提高产品的口感和稳定性。
在医药工业中，羧甲基纤维素常用作胶囊剂的包衣材料和口服制剂的悬浮剂。
在化妆品中，羧甲基纤维素可以增加产品的黏度和稀稠度，改善产品的质感和延展性。
纤维素钠和羧甲基纤维素在各个领域都发挥着重要的作用，对产品的品质和性能有着显著的影响。
一种超低粘羧甲基纤维素锂及其制备方法与应用
一种超低粘羧甲基纤维素锂及其制备方法与应用超低粘羧甲基纤维素锂（CMC-Li）是一种改性的羧甲基纤维素（CMC）衍生物，具有低粘度、高离子传导性能等特点。
在锂离子电池、锂金属电池等能源领域具有广泛的应用前景。
制备方法：
1.原料准备：羧甲基纤维素（CMC）、锂盐（如锂碳酸盐、锂氢氧化物等）。
2.反应过程：在低温条件下，将CMC与锂盐混合，通过物理搅拌或化学反应，使锂离子取代CMC中的羟基，生成超低粘度的CMC-Li。
3.分离与纯化：将反应产物进行分离、洗涤、干燥等处理，得到高纯度的超低粘CMC-Li。
应用：
1.锂离子电池：CMC-Li可作为锂离子电池的电解质溶液，具有优异的离子传导性能和电化学稳定性，提高电池的能量密度和循环寿命。
2.锂金属电池：CMC-Li可作为锂金属电池的电解质溶液，降低锂金属电池的阻抗，提高电池的充放电速率和循环稳定性。
3.超级电容器：CMC-Li可作为超级电容器的电解质，提高电容器的电导率和能量密度。
4.锂盐提炼：CMC-Li可用于锂资源的提炼和加工，提高锂盐的纯度和产率。
此外，超低粘CMC-Li还具有优良的生物相容性，可应用于生物医学、药物传递等领域。
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甲 纤 维 素 原 理
分子式 ： ClCH2COOH
技术指标： 技术指标：
项 目 一级品指标 合格品指标
≤1.5 ≤2.5
羧 一、CMC生产主要原料简介： CMC生产主要原料简介： 生产主要原料简介 基 生 产 及 反 应
NaOH %
外 观
甲 纤 维 素 原 理
3、氢氧化钠： 、 分子式 ： NaOH
羧
CMC生产方法及原理： 生产方法及原理 二、CMC生产方法及原理：
基 生 产 及 反 应 原 理 素 维 纤 2、溶媒法生产工艺1) (2) 反应过程传热、传质迅速、均匀。 反应过程传热、传质迅速、均匀。 主反应速度快，副反应减少， 主反应速度快，副反应减少，醚化剂利用率较水媒
甲
1.振动给料机 2.空气过滤器 3.进风机 4.热交换器 5.旋风除尘器 6.引 风机 7.进风机 8.空气过滤器
羧
工艺流程简述 三、工艺流程简述 ：
基 生 产 及 反 应 原 理 素 维 纤 7、粉碎、过筛、混料、包装： 粉碎、过筛、混料、包装：
甲
羧
工艺流程简述 三、工艺流程简述 ：
基 生 产 及 反 应 原 理 素 维 纤 4、中和洗涤： 中和洗涤：
操作过程： 操作过程： 通过醚化好的粗CMC CMC下料至已配制好的一定量 通过醚化好的粗CMC下料至已配制好的一定量 浓度 酒精溶液的洗涤槽中，整个洗涤过程的操作如下： 酒精溶液的洗涤槽中，整个洗涤过程的操作如下： A：将醚化好的粗CMC分散在乙醇水溶液中。 将醚化好的粗CMC分散在乙醇水溶液中。 CMC分散在乙醇水溶液中 B：用盐酸中和游离碱，使产品变为中性。 盐酸中和游离碱，使产品变为中性。 C：为了提高白度，在洗涤过程系统PH值为8-9时，加 为了提高白度，在洗涤过程系统PH值为8 白度 PH值为 次氯酸钠水溶液漂白CMC。 水溶液漂白CMC 入次氯酸钠水溶液漂白CMC。 D：溶于乙醇水溶液的杂质经离心与CMC分离。 溶于乙醇水溶液的杂质经离心与CMC分离。 CMC分离
目的： 目的： 醚化反应完成后， 醚化反应完成后 ， 生成粗 CMC中 伴有氯化钠、 CMC 中 ， 伴有氯化钠 、 羟乙酸 钠、乙醇酸钠以及由反应原材 料夹带的杂质，主要是氯化钠 料夹带的杂质，主要是氯化钠 洗涤目的是清除杂质 清除杂质， 。洗涤目的是清除杂质，漂白 CMC，调整PH PH值 CMC，调整PH值。 设备: 设备 见右图
5、耙干工序： 耙干工序： 生 产 及 反 应 原 理 素 维
操作过程： 操作过程：
A：将离心后脱酒的精制CMC投入耙干机中，封盖， 将离心后脱酒的精制CMC投入耙干机中，封盖， CMC投入耙干机中 并启动搅拌。 并启动搅拌。 B：抽真空，真空度0.025~0.06MPa，升温至60-75℃。 抽真空，真空度0.025~0.06MPa，升温至60-75℃。 0.025~0.06MPa 60 C：在耙干机中，湿CMC留下的乙醇水溶液逐渐向表面 在耙干机中， CMC留下的乙醇水溶液逐渐向表面 扩散、汽化，经真空系统带出，再冷凝成液体回收。 扩散、汽化，经真空系统带出，再冷凝成液体回收。 D：直至CMC中无酒味时（60-90分钟），含水量为 直至CMC中无酒味时（60-90分钟），含水量为 CMC中无酒味时 分钟）， 25-35%下料至烘干机烘干 下料至烘干机烘干。 25-35%下料至烘干机烘干。
羧
CMC生产方法及原理： 生产方法及原理 二、CMC生产方法及原理：
基 生 产 及 反
烘干 粉碎
甲 纤 维 素 应 原 理
1、水媒法生产工艺流程： 、水媒法生产工艺流程：
纯碱 氯乙酸
纤维素
碱液
氯乙酸钠
碱化
醚化
熟化
包装
烘干
精制
中和
成品包装
羧
CMC生产方法及原理： 生产方法及原理 二、CMC生产方法及原理：
1500L 140r/min 1500L捏造合机 夹套 双拐轴搅拌 （n140r/min n2 21r/min r/min） 夹套。 21r/min）、夹套。
羧
工艺流程简述 三、工艺流程简述 ：
基 生 产
[C6H7O2(OH)2ONa]n+H2O
甲 纤 维 及 反 应 原 理 素
碱纤维素的制备： ② 碱纤维素的制备：
基 生 产
碱 液 稀浓度乙醇 盐 酸
甲 纤 维 及 反 应 原 理 素
溶媒法生产CMC工艺： 溶媒法生产CMC工艺： CMC工艺
碱 液
精制棉
93%乙醇 氯乙酸酒 乙醇
碱 化 醚 化 耙干脱酒
中和洗涤 离心脱酒 稀酒回收 蒸 馏
烘 干 粉 碎 成品包装
羧
工艺流程简述 简述： 三、工艺流程简述： ：
基 生 产 及 反 应 原 理 素 维 纤 1、配酸： 配酸： 2、碱化： 碱化：
甲 基 纤
羧
工艺流程简述 三、工艺流程简述 ：
基 生 产 及 反 应 原 理 素 维 纤 6、干燥工序： 干燥工序：
烘干是在链条式烘干机或振动流化床上进行 烘干 是在链条式烘干机或振动流化床上进行 热风烘干使 CMC水份蒸发 见设备图） （ 见设备图 ） ， 经 热风烘干 使 CMC 水份蒸发 达到质量所需要求。 ，达到质量所需要求。
技术指标： 技术指标：
项 目
指 标
50.2±0.2
透明液体,无黑色杂质
羧 一、CMC生产主要原料简介： CMC生产主要原料简介： 生产主要原料简介 基 生 产 及 反 应
总酸度(以 总酸度 以HCl计) 计 外 观
甲 纤 维 素 原 理
4、盐
酸：
分子式 ： HCl
技术指标： 技术指标：
项 目
指 标
甲
羧
工艺流程简述 三、工艺流程简述 ：
基 生 产 及 反 应 原 理 素 维 纤 5、耙干工序： 耙干工序：
目的：回收经离心脱酒后的精制CMC 离心脱酒后的精制CMC中的 目的：回收经离心脱酒后的精制CMC中的 含湿量为40 50%的中和酒。 40含湿量为40-50%的中和酒。
甲
羧
工艺流程简述 三、工艺流程简述 ：
≥31.0
透明液体,无黑色杂质
羧 一、CMC生产主要原料简介： CMC生产主要原料简介： 生产主要原料简介 基 生 产 及 反 应
浓度 (V/V)% 氧化时间 min 外 观
甲 纤 维 素 原 理
5、乙 醇： 、
分子式 ： C2H3OH
技术指标： 技术指标：
项 目
指 标
≥31.0
≥20
淡黄色透明液体,无机 械杂质
羧
工艺流程简述 三、工艺流程简述 ：
基 生 产 及 反 应 原 理
设备：醚化捏合机（同于碱化设备） (a) 设备：醚化捏合机（同于碱化设备）
甲 纤 维 素
3、醚化工序： 醚化工序：
目的：通过醚化反应，一氯醋酸钠与 目的：通过醚化反应，一氯醋酸钠与碱纤 维素发生亲核取代反应使碱纤维素生成纤 维素发生亲核取代反应使碱纤维素生成纤 维素醚
羧甲基纤维素 生产及反应原理
主讲：谢建成 主讲：
2003 年 12月 31日 12月 31日
羧 一、CMC生产主要原料简介： CMC生产主要原料简介： 生产主要原料简介 基 生 产 及 反 应
98.5% 不同品号的精制棉有不同的聚 合度 ≥150（15g样品） ≤8.0 白色疏松纤维状
甲 纤 维 素 原 理
羧
工艺流程简述 三、工艺流程简述 ：
基 生 产 及
碱化反应是放热反应， 碱化反应是放热反应，纤维素对碱的吸附量 放热反应 和润胀度随碱化温度的降低而增加， 和润胀度随碱化温度的降低而增加，温度高
③
甲 纤 维 素 反 应 原 理
碱化温度的影响： 碱化温度的影响：
，纤维素对碱的吸附量减少，不利于碱纤维 纤维素对碱的吸附量减少， 素的生成。 素的生成。
[C6H7O2 (OH)3]n + NaOH
H 2O
A)、把称重好的纤维素原料（精制棉或木浆）撕碎 、把称重好的纤维素原料 精制棉或木浆） 纤维素原料（ 投入碱化捏合机内， 同时加入50 的液碱和93 50% 93% ， 投入碱化捏合机内 ， 同时加入 50% 的液碱和 93% 的酒精，10~12分钟完成 分钟完成， 25-40℃ 的酒精，10~12分钟完成， 在25-40℃温度下进行搅 40-60分钟 分钟。 拌40-60分钟。 B)、 缓慢 （ 30-45 分钟 ） 加入 一氯醋酸酒精 混合液 、 缓慢（ 30-45分钟 加入一氯醋酸酒精 分钟） 一氯醋酸酒精混合液 进行混合降温冷搅， ，进行混合降温冷搅，让一氯醋酸充分渗入碱纤维 素内，碱化工序完成。 素内，碱化工序完成。
1、精制棉（纤维素）： 、精制棉（纤维素） 分子式 ： [C6H7O2（OH）3]n ）
技术指标： 技术指标：
α纤维素 聚合度 汲湿度（g） 水份（%） 外观
羧 一、CMC生产主要原料简介： CMC生产主要原料简介： 生产主要原料简介 基 生 产 及 反 应
一氯含量 ≥97.5 ≥96.0 二氯含量 2、氯乙酸（或氯乙酸钠）： 、氯乙酸（或氯乙酸钠）
羧
工艺流程简述 三、工艺流程简述 ：
基 生 产 及
ClCH2COONa+ H2O
甲 纤 维 素 反 应 原 理
3、醚化工序： 醚化工序：
(b) 反应方程式： 反应方程式：
ClCH2COOH + NaOH [C6H7O2(OH)2ONa]n + nClCH2COONa [C6H7O2(OH)2OCH2COONa]n +nNaCl
甲 纤 维 素 应 原 理
3、醚化工序： 醚化工序：
醚化， 76-78℃ 恒温反应35 60分钟 35- 分钟， 醚化 ， 76-78℃ 恒温反应 35-60 分钟 ， 降 温下料。 温下料。