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羧甲基纤维素钠的分子结构有何特征

发布日期:2020-05-11 17:18:37

羧甲基纤维素钠也算是日常较为普遍的一种物质了,因为其广泛的应用,在各行业中占有较大的比重,然而为了更好的使用,对其进行了解是很有必要的。

  羧甲基纤维素钠也算是日常较为普遍的一种物质了,因为其广泛的应用,在各行业中占有较大的比重,然而为了更好的使用,对其进行了解是很有必要的,那么羧甲基纤维素钠的分子结构特征有那些。
  纤维素是无分支的链状分子,由D-吡喃葡萄糖通过β-(1→4)-苷键结合而成。由于存在分子内和分子间氢键作用,纤维素既不溶于冷水也不溶于热水,这使它的应用受到了限制。纤维素在碱性条件下溶胀,如果通过特殊的化学反应,用其它基团取代葡萄糖残基上C2、C3及C6位的羟基即可制得纤维素衍生物,其中有35%的纯纤维素被转化为纤维素酯(25%)和纤维素醚(10%)。
  取代度(DegreeofSubstitution,DS)决定了羧甲基纤维素钠的性质,而取代基的分布也会对产品性质产生影响。DS和取代基分布的准确测定是优化反应条件、确定结构性质关系的先决条件。羧甲基可以在葡萄糖单元(AGU)的2、3、6位上发生取代,有八种可能的结构单元(无取代;C2;C3;C6;C2、C3;C2、C6;C3、C6;C2、C3、C6)构成了高分子链。不同高分子链中重复单元的分布也可能是不同的。
  综上所述,了解羧甲基纤维素钠的分子结构特征,因为其分子结构决定了其产品的品质和性能,为了使羧甲基纤维素钠的特性被完全发挥,那么其分子结构特性就成为其质量的关键。
  羧甲基纤维素钠(CMC),是纤维素的羧甲基化衍生物,又名纤维素胶,是主要的离子型纤维素胶。CMC于1918年由德国首先制得,并于1921年获得专利而见诸于世,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,对CMC工业应用的研究相当活跃,并发表了几个具有启发性的专利。
  二次世界大战期间,德国将CMC用于合成洗涤剂。CMC的工业化生产开始于二十世纪三十年代德国IGFarbenindustrie AG。此后,生产工艺、生产效率和产品质量逐步有了明显的改进。1947年,美国FDA根据毒物学研究证明:CMC对生理无毒害作用,允许将其用于食品加工业中作添加剂,起增稠作用。CMC因具有许多特殊性质,如增稠、粘结、成膜、持水、乳化、悬浮等,而有广泛应用。近年来,不同品质的CMC被用于工业和人们生活的不同领域中。
  1 CMC的分子结构特征纤维素是无分支的链状分子,由D-吡喃葡萄糖通过β-(1→4)-苷键结合而成。由于存在分子内和分子间氢键作用,纤维素既不溶于冷水也不溶于热水,这使它的应用受到了限制。纤维素在碱性条件下溶胀,如果通过特殊的化学反应,用其它基团取代葡萄糖残基上C2、C3及C6位的羟基即可有纤维素衍生物,其中有35%的纯纤维素被转化为纤维素酯(25%)和纤维素醚(10%)。CMC是纤维素醚的一种,通常是以短棉绒(纤维素含量高达98%)或木浆为原料,通过氢氧化钠处理后再与氯乙酸钠(ClCH2COONa)反应而成,通常有两种制备方法:水媒法和溶媒法。也有其他植物纤维被用于制备CMC,新的合成方法也不断地被提出来。CMC为阴离子型线性高分子。构成纤维素的葡萄糖中有3个能醚化的羟基,因此产品具有各种取代度,取代度在0.8以上时耐酸性和耐盐性好。商品CMC食品及工业级之分,后者带有较多的反应副产物。CMC的实际取代度一般在0.4~1.5之间,食品用CMC的取代度一般为0.6~0.95,近来修改后的欧洲立法允许将DS大为1.5的CMC用于食品中;取代度增大,溶液的透明度及稳定性也越好。取代(Degree ofSubstitution,DS)决定了CMC的性质,而取代基的分布也会对产品性质产生影响。DS和取代基分布的准确测定是优化反应条件、确定结构性质关系的先决条件。羧甲基可以在葡萄糖单元(AGU)的2、3、6位上发生取代,有八种可能的结构单元(无取代;C2;C3;C6;C2、C3;C2、C6;C3、C6;C2、C3、C6)构成了高分子链。不同高分子链中重复单元的分布也可能是不同的。

 
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