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    羧甲基纖維素鈉(CMC)的化學成分和作用

      羧甲基纖維素鈉(CMC),是纖維素的羧甲基化衍生物,又名纖維素膠,是主要的離子型纖維素膠。CMC于1918年由德國首先制得,并于1921年獲得專利而見諸于世,此后便在歐洲實現商業化生產。當時只為粗產品,用作膠體和粘結劑。1936~1941年,對CMC工業應用的研究相當活躍,并發表了幾個具有啟發性的專利。

      二次世界大戰期間,德國將CMC用于合成洗滌劑。CMC的工業化生產開始于二十世紀三十年代德國IG

      Farbenindustrie AG。此后,生產工藝、生產效率和產品質量逐步有了明顯的改進。1947年,美國

      FDA根據毒物學研究證明:CMC對生理無毒害作用,允許將其用于食品加工業中作添加劑,起增稠作用。CMC

      因具有許多特殊性質,如增稠、粘結、成膜、持水、乳化、懸浮等,而有廣泛應用。近年來,不同品質的CMC

      被用于工業和人們生活的不同領域中。

      1 CMC的分子結構特征纖維素是無分支的鏈狀分子,由D-吡喃葡萄糖通過

      β-(1→4)-苷鍵結合而成。由于存在分子內和分子間氫鍵作用,纖維素既不溶于冷水也不溶于熱水,這使它的應用受到了限制。纖維素在堿性條件下溶脹,如果通過特殊的化學反應,用其它基團取代葡萄糖殘基上

      C2、C3及C6位的羥基即可有纖維素衍生物,其中有

      35%的純纖維素被轉化為纖維素酯(25%)和纖維素醚(10%)。CMC

      是纖維素醚的一種,通常是以短棉絨(纖維素含量高達

      98%)或木漿為原料,通過氫氧化鈉處理后再與=鈉(ClCH2COONa)反應而成,通常有兩種制備方法:水媒法和溶媒法。也有其他植物纖維被用于制備

      CMC,新的合成方法也不斷地被提出來。CMC為陰離子型線性高分子。構成纖維素的葡萄糖中有3

      個能醚化的羥基,因此產品具有各種取代度,取代度在0.8以上時耐酸性和耐鹽性好。商品CMC

      食品及工業級之分,后者帶有較多的反應副產物。CMC的實際取代度一般在0.4~1.5之間,食品用CMC

      的取代度一般為0.6~0.95,近來修改后的歐洲立法允許將DS大為1.5的CMC

      用于食品中;取代度,溶液的透明度及穩定性也越好。取代(Degree of

      Substitution,DS)決定了CMC的性質,而取代基的分布也會對產品性質產生影響。DS

      和取代基分布的準確測定是優化反應條件、確定結構性質關系的先決條件。羧甲基可以在葡萄糖單元(AGU)的2、3、6

      位上發生取代,有八種可能的結構單元(無取代;C2;C3;C6;C2、C3;C2、C6;C3、C6;C2、C3、C6)構成了高分子鏈。不同高分子鏈中重復單元的分布也可能是不同的。




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