1. 羧甲基纤维素
羧甲基纤维素钠是羧甲基纤维素的钠盐,简称CMC-Na,但在日常生产和使用中也常简称CMC。CMC具有碱溶性和水溶性,水溶性有 粘性,能显著增加溶液的粘度。CMC不会发酵,具有抗盐的能力和一定的热稳定性,因此近代广泛应用于国民经济各部门。
决定羧甲基纤维素性质的因素:
①取代度:取代度简称“DS”,是纤维素基环上三个羟基在 醚化反应中取代的程度,所以也称为醚化度。在理论上如三个羟 基全部取代羧甲基,则称取代度为3,所以可以按照需要制成不 同醚化度的产品,但实际生产的产品其平均取代度多为0.4~1。
CMC因取代度不同,其溶解性能也随之不同,取代度为0.2~0.3的CMC只能溶于碱溶液中,而当取代度大于0.4则可很容易溶于水中,取代度越大,产品的水溶性越好。
适用于造纸工业的CMC,其取代度应在0.4~1.2之间。通 常加入浆内的,其取代度约0.4~0.7 (低取代度),应用于表面 施胶的取代度约0.7~0.8(中取代度)。
②粘度: CMC溶解于水以后形成粘性液体是其主要特点,也是产品分型号和定品级重要指标之一,使用者可根据不同使用要求选用某一粘度范围的产品。
取代度和聚合度决定聚合物的分子量,而分子量高低又决定溶液浓度的大小。
根据粘度,CMC产品又可分为三种:(1)高粘度:1%的水溶液在2Pa·s以上 (2)中粘度:2%的水溶液在0.3~0.6Pa·s (3)低粘度:2%的水溶液在0.025~0.05Pa·s。
对于用在造纸工业中的表面施胶和涂布,应选择一种适当粘度的CMC。一般说来,具有中等粘度(0.3~0.6Pa·s)或低粘度的CMC应用于纸的表面施胶是比较合适的。
CMC的水溶液,其粘度一般是较稳定的,但在实际使用过程中,使用的浓度、温度和pH值等会对CMC水溶液粘度发生影响。
③有规律的取代基:在一定的取代度和聚合度情况下,纤维素链上取代基的规律性会影响到CMC溶液的流动性。有规律取代基的CMC在聚合过程中会产生有力的结合,反之则缺乏一定的结合力。
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,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。