什么物质可作CMC取代用品
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发布时间：2022-05-29 22:30
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时间：2024-12-04 07:50
1、名称：羧甲基纤维素钠。一般得称羧甲纤维素（CMC）。
2、分子式：（代替度为1时以下同n系CMC的聚合度）。
3、结构式：
4、分子量：242n
二、性质
1、CMC是一种纤维素醚。纯品系白色或微*纤维状粉末或颗粒，无臭、无味、无毒，但一般工业
品因含氢氧化钠、氧化钠以及羟乙酸钠等杂质、所以微黄，味咸，通常所用CMC不溶于酸及甲醇、乙
醚、丙酮、氯仿、笨等有机溶剂，易溶于水，形成胶体溶液，代替度对它的水溶性是重要的因素，粘度
对水溶性的影响也很大，通常粘度在250-500厘泊左右，代替度在0.3左右，逐渐呈碱溶性，代替度大于0.4
即为水溶性，随着代替度的上升，溶液的透明度也相应改善。CMC与其它离子电解质有相同性质，在溶解
时首先产生膨胀现象，所以配制溶液时，如先使各个粒子均匀润湿，即能迅速溶解，否则CMC在水中膨胀后。
粒子间相互粘附形成很强的皮膜或粘成胶团，以致不易分散而溶解困难。
2、CMC具有吸湿性，CMC的平衡水分随空气湿度增加而增加，随温度上升而减少，在室温和平均
温度80-85%时，平衡水分在26%以上，产品水分约7%左右，比平衡水分低。它的形态即使含水15%
左右，外观几乎看不出差别，但含水在20%以上时，可看出部分粘子间相互粘附，尤其是高粘度者
更为明显。
3、CMC的重要特性是能形成高粘度的胶体溶液。能影响其粘度的主要因素有：浓度、PH、温度、
代替度及盐类等。
（1）浓度对粘度的影响：无论是低、中、高粘度的CMC，它的粘度曲线都是随着浓度的增加而成
近似直线的上升，高粘度者更为显著。
（2）、PH值对粘度的影响：CMC溶液在PH6.5-9.0时，它的粘度最高且最稳定。一般在PH6.0-11.0
的范围内粘度的变化不太大。中粘度和高粘度PH大于11.5时即急剧下降，低粘度者影响较小。
（3）、温度对粘度的影响。CMC溶液在温度升高时它的粘度即随之下降，在温度升之一定程序时
（一般认为大于50.C），将发生永久性粘度降低，温度在低于能导致产生永久性粘度降低的范围时
，当温度下降后粘度仍能恢复。
（4）加热时间对粘度的影响：用5%HL5型CMC溶液加热，然后自然冷却却至25.C，重行测定它的
粘度，结果如下表：
用2%HF1型CMC溶液加热至95.C，然后自然冷却至25.C重行测定它的粘度，结果如下表：
用2%HF2型CMC溶液加热至95.C，然后自然冷却至25.C重行测定它的粘度，结果如下表：
（5）盐类的影响：
盐类对CMC溶液的影响，几乎是取决于阳离子价数而定，CMC溶液遇一价阳离子盐时呈水溶性，遇
三价阳离子盐时生成不溶性盐，二价阳离子盐类则介于一价和三价之间。
用5%HL5型CMC溶液加盐、加热，然后自然冷却至25%重行测定它的粘度，结果如下表
4、硫酸铝、醋酸铅、氯化高铁、硫酸亚铁、硫酸铜、重铬酸钾、二氯化锡等金属盐，能使
CMC溶液产生沉淀，除醋酸铅外其余均能重溶于氢氯化钠、氢氧化铵溶液中。
5、有机酸、无机酸均能使CMC溶液产生CMC酸沉淀，沉淀的PH值如下表：
上述试验是用2%的CMC溶液与等体积上列浓度的酸相混合，根据观察PH在2.5时已开始产生沉淀，
加碱后仍复原。PH2.5可认为是临界点。
6、钙盐、镁盐不能使CMC溶液产生沉淀，但能使它的粘度下降（含有氢氯化钠、碳酸钠、硫酸
钠等杂质的粗制CMC，则其杂质遇钙盐、镁盐会产生沉淀）。
7、CMC与其它水溶性胶、软化剂及树脂均有相溶性。如与动物胶、二甲氧基二甲基脲凝胶、阿
拉伯胶、果胶、黄青胶及乙二醇、三梨醇、丙三醇、转化醣、可溶性淀粉等均能相溶。与乳酷素、
三聚氰氨甲醛树脂与已二醇的化合物、脲甲醛已二醇树脂、甲基纤维素、聚乙稀醇、磷酸三乙脂、
水玻璃亦能相溶，但程度稍差。
8、CMC的薄膜，在室温下浸于下列溶液中24小时无变化。丙酮、苯、乙酸丁脂、甲氯化炭、甲
醇、乙醇、二氯乙烷、乙酸甲醋、甲基乙基酮、甲苯、二甲苯、汽油、松节油、蓖麻油等。
9、CMC的稳定性较好，代替度高的更稳定。但CMC溶液在保存时粘度要下降，下降速率随产品变
化，故配成溶液后不宜长期保存。
10、代替度。代替度是羧甲基纤维素是重要的化学指标。羧甲基纤维素是纤维素衍生物，它仍
保留着纤维素的高分子结构，是由很多无水葡萄糖基连接而成，每个无水葡萄糖基有三个羟基，
都能被羧甲基取工代，试验证明伯羟基最先被替代。上列结构式表示每个无水葡萄糖基被一个羧
甲基代入，其代替度是：如代入二个羧甲基即为2，全部被羧甲基代入即为3，纤维素是高分子化
合物，在醚化反应中不是很均匀的，假设一个纤维素分了是由100个无水葡萄糖基连接而成，在醚
化反应中有70个羧甲基代入，平均每个无水葡萄糖基有0.7个羧甲基代替进去，它的代替度即为0.7
。必须注意代替是一个平均数，随着代替度的增加，溶液的透明度，稳定性也相应改善，溶解性能同样也随着代替度而变化。代替度<0.4时是碱溶性的，一般工业品的代替度大多在0.4-0.9之间，系水溶性产品。
11、有效成分。有效成分（或称纯度）是指绝干产品所含纯粹羧甲基纤维素钠的百分数。在生产
过程中，由于反应不完全和产生副反应而含有氯化钠，羟乙酸钠，碳酸钠等杂质是否需提纯则应
根据使用要求核定，如用于合成洗涤剂，因杂质并不影响它的质量故没有提纯的必要。如用牙膏，
由于对氯化钠含量有较高的要求因而必须严格进行提纯。
12、粘度。粘度是羧甲基纤维素最重要的物化指标（指其水溶液的粘度），由于使用时大多是配成胶休溶液而粘度是胶体溶液起作用的决定因素，粘度与聚事度有直接关系，羧甲基纤维素的粘度，实质上是纤维素聚合度的具体表现。值得注意的是羧甲基纤维素水溶液属于非牛顿性的（Non-
Newtonian）它表现在假塑性（Pseudo Plasicity）和触变性（Thixatsopy）二方面。假塑性是因
为羧甲基不是平均地代入纤维素分子链内，故测定粘度时，虽同一溶液如用比较大的切应力，使发
生高的流速，所得粘度小于用小些切应力，使发生慢些的流速所得的结果，触变性的现象是当羧甲
基纤维素溶液被静置若干时间后，触变性小者，其粘度略增，触变性大者溶液甚至凝成冻胶状，须
经强烈搅拌，破坏冻胶结构后，再予适当的搅拌，始能恢复原来的粘度。影响粘度因素很多，如PH
、温度、如热时间、放置时间等等，其中最主要的因素是溶液放置时间。因而测定粘度的方法必须
一致，才能得到一致的结果和重复性。
三、用途：
CMC的用途非常广泛、无毒、无腐蚀、对人体无害，不污染环境、粘结力强、不霉变、不生虫，
可作为乳化剂、增稠剂、稳定剂、上浆剂、成膜剂、粘结剂等。
1、烟草薄片用纤维素（CMC）的应用：以CMC改性研制成的烟草薄片专用纤维素，无毒无异味外观白色，絮状粉未，其水溶液为中性透明粘稠液体。使用方法：HL6型产品主要用于烟草薄片辊压法的加工生产，随生产CMC喂料口定量加入，根据用户的质量要求，添加量为薄片的4%左右。
2、建筑装饰的应用：喷在大白、喷刷石灰浆、调石膏腻子、调水泥腻子、滑石粉腻子、821腻子粉、仿瓷腻子、涂料喷涂、滚涂、弹涂、刷涂、美术饰面、抹灰、裱糊壁纸、贴墙布、地砖、瓷砖
、陶瓷锦砖等、HL1、HL7、Hl9、Hl10型产品最适宜。
3、合成洗涤剂和肥皂工业的应用：CMC是合成洗涤剂最好的活性助剂。用于洗涤剂中主要是利用它的乳化和防护胶体性质，在洗涤过程中它产生阴离子可同时使被洗物表面与污垢粒子都带负电荷，这样污垢粒子在水相中有分相性，与固相被洗物表面有排斥性，因此能防止污垢再沉积于被洗物上，可使白色织物保持白度，有色织物色泽鲜艳，在洗涤剂中加了2%HLO5型CMC后，洗涤剂对白色织物的白度即能保持在90%以上
注：
1、洗涤温度45.C：150P.P.M硬水：炭墨浓度0.02%，0.02%每次洗涤1小时。
2、洗涤剂浓度：
粉以总固体计为0.25%。
3、空白系指炭墨为0.02的水溶液。CMC对于合成洗涤剂的其他优点是：有助洗作用，特别是在硬水中洗涤棉织物效果最好。能稳定泡沫，不仅节省洗涤时间又可反复使用洗涤液；洗后织物有柔和感；减少对皮肤的刺激。CMC用于浆状洗涤剂后，除上述作用外，还具有稳定作用，使洗涤剂不沉淀。CMC在洗涤剂中的使用量须视洗涤剂的配方和质量要求决定，一般在1-4%的范围内。使用方法一般是先将合成洗涤剂的单体浆液放入有搅拌器的槽内，然后将调好的CMC浆及其他助剂投入，待配制完成后用高压泵输道至干燥塔进行喷雾干燥。HL5型CMC溶解性好，能迅速、均匀溶于洗涤剂的混合浆料中，由于HLO5型水不溶物极少，在高压喷雾过程中不会发生阴塞喷嘴和故障，已为国内外合成洗涤厂广泛采用。
在制造肥皂时加入适量的CMC，可使质量提高，其机理和优点除与上述合成洗涤剂相同外，还可使皂料柔软便于加工压制，压出的皂块光滑美观。CMC有乳后作用可使香料、染料均匀发布于肥
皂中，所以特别适用于香皂。
使用方法是用关一二天先调制好10%的透明胶状的CMC浆，一般用量为第百斤干皂片0.5-3公斤（具体用量须视肥皂质量决定）浓浆可与香料、染体同时投入混合机中，然后与干皂片充分混和
后压制。皂片含盐量高或松脆的宜多加些，但使用过量将使皂料太湿不易加工压制，压出的也易受潮软化。
HD2型和HD3型CMC均适用于制造肥皂。
4、石油钻井等工程泥浆中的应用：在钻探和石油钻井工程中，必须配制良好的泥浆以保证钻井正常运转。良好的泥浆必须有适宜的比重、粘度、触变性、失水量等数值，这些数值随地区、井深、泥浆类型等条件有各自的要求，在泥浆中使用CMC即能调节这些物理参数，如降低失水量，调整粘度，增加触变性等等。
(1)钻井泥浆是固体在水溶液内的悬浮体，与其他胶体悬浮分散体相同，是有一定存在期的。 CMC能使其稳定而延长存在期，特别是在含有溶解盐的泥浆悬浮分散体中它的作
用成为显著。
(2)含有CMC的泥浆能使井壁形成薄而坚，渗透性低的卢饼而降低失水率，减少因泥浆的失水渗入地层引起的缩径、崩塌等现象。(3)含有CMC的泥浆很少受霉菌影响，因此不需要保持很
高的PH，也不必使用防腐剂，相应地减少其他化学剂用量，且在钻井过程中遇到一定范围的温度变
化仍能维持稳定。
(4)含有CMC的泥浆能得到低的初切力，使泥浆易于放出裹在里边的所体，同时把
切碎物很快弃于泥坑中。高粘度代替的CMC适用于比重较小的泥浆，使用少量即能增加粘度降低失水
量，少量CMC可代替大量粘土，这种泥浆还可减少在钻井中遇到CaSO42H20或CaSO4盐层时引起的困
难。特低粘度高代替度的中性CMC适用于比重大的泥浆，能降低失水量而对粘度无多大影响，由于
泥浆必须应付很多不同情况，作为泥浆重要组成的CMC也应有多种型号以适应需要。HL05、HL1、
Hl4、HL6、HL9等型号都可用于泥浆，各地区可按具体情况选用最适宜的型号。
使用时应将CMC溶于水中配成溶液（一般是1/40-1/20）后，加至泥浆中。
CMC也可配合其它化学剂共同加入泥浆中。
5、纺织印染工业的应用。
(一)经纱上浆。纺织工业近年来已大量应用CMC代替粮食作为上浆剂。
实践证明CMC上浆不仅节约了大量的粮食和油脂，而且比用淀粉、动物胶等优越得多。在棉、丝、
毛及化学纤维、合成纤维或混纺织物、经纱上用CMC作粘料有下列优点：
(1)CMC水溶液清彻、透明、均匀、具有良好的稳定性，它的粘度不受机械力的影响，用泵循
环或搅拌都无变化在浆槽内储存很爱气候、细菌的影响，可按生产需要随时取用。
(2)CMC水溶液富有粘性和薄膜形成性，可在经纱表面上形成光滑、耐磨、柔韧的薄膜、能忍
受织机的绝强力，相对活力和磨擦力，为织造更细密的高级织物，为高速生产提供有利条件。
(3)用CMC水溶机处理的纱易干燥、有光泽、手感柔和，退浆十分方便不需要化学处理，既不
消耗退浆药剂也不消耗燃料。
(4)用CMC水溶液处理纱支、织物不会发黄发霉，可大幅度减少或消灭疵斑、油污次品，并不
会发生虫蛀鼠咬等弊病。
(5)用淀粉作浆料需要配备一整套复杂的操作和精密的机械及控制，仪表，用CMC则可大大简
化。并可使车间卫生条件改善，机械设备的保养大为简便，同时可提高织机的生产能力。在经纱
上浆中的使用时一般用1-3%水深液（具体浓度需视纱支粗细、设备情况、操作条件决定）或先调
好浓溶液，然后根据需要稀释。浆槽等设备宜用木料或塑料者，因CMC溶液与金属长期接触，将发
生化学变化而导致变质降低粘度。
HF1、HF2、HF3型适用于干棉、丝、毛及其它化学纤维合成纤维等上浆。
浆纱车速（公尺/分）：2020（60×60）22、27、29、33
浆纱车速（公尺/分）：3030（100×60）24-25
3232（79×78）26
3232（36×34）33
单纱浆纱强力（克）：2020 470-500
3030 300-330
3232维棉 300-325
(二)印花色浆CMC作为增稠剂、乳化剂应用于印花色浆中。特别适宜于丝绸印花色浆。在人造
纤维织物如醋酸纤维的印花色浆中应含有高沸点溶剂、染料、水及足够的增稠剂。CMC即是增稠剂
又是乳化剂，可使浆料和高沸点溶剂（如苯二甲酸二甲酯）及水均匀混合。一般1%CMC即可稳定浆
料悬浮体，阴谋诡计储存发生沉淀和形成泡沫。
印花色浆中加入CMC有下列优点：
(1)显著提高印花的鲜艳度。因一般浆料洽色是以水为媒介的，CMC吸湿性强，故能增加洽色
率提高鲜艳度。
(2)渗透性好。CMC浆的渗透性比淀粉浆好，特别是需要深且透的织物如乔其立
绒的拷花，不仅吃色深透，且可减轻劳动强度。
(3)易于退浆，的感柔软。CMC能形成保护薄膜，
织物的耐曲折率随之提高，如用可溶性淀粉时曲折率为300，用CMC即能提高至1000，退浆则比淀
粉容易得多。
(4)改善色浆的稳定性。CMC不易发霉变质，故色浆比用淀粉等稳定。
(5)粘着性
强。在手工印花中，如尼隆织物多数是很薄的，用一般粘结剂很难使它贴紧于平板上，因而常会
穹起难于印刷，用CMC就能平伏地紧贴于平板上，有利于操作的减少次病。
在印花色浆中一般用量5%（具体浓度需视织物的厚薄、吸水性的大小、印花的方法等决定），
如用5斤CMC逐渐加入正在搅拌的100斤冷水中，加完后继续搅至全部分散，然后放置过夜，次日
在搅拌下投进调制好的浆料悬浮体，充分搅匀即可使用。
CMC也可与黄糊精、淀粉、澎润土等合并使用，其效果也甚佳。HL6、HF1、HF3型CMC适用于印
花色浆。
(三)织物整理。CMC对织物整理工艺的高温及细菌的影响具有良好的稳定性，CMC不仅可与淀粉
或一般脂肪物质混合使用，且能与丙烯酸酯、多乙烯基醚等合成物质混合使用。
将织物涂以CMC水溶液，然后用乙酸处理，可制成不透气和防水的特种织物。先用CMC水溶液处理
织物，然后用易于分解的季铵盐处理，经干燥，磨光在适宜阶段加热，可形成表面不溶涂层的腊光
织物。HF2、HF3型适用作为整理剂。
6、造纸工业的应用：CMC具有薄膜形成性，在造纸工业中可用作纸面平滑剂、施胶剂、在纸浆中
加入0.1-0.3%CMC能使纸增强搞张力40-50%增大揉性4-5倍，同时纸质均匀，印刷时油墨容易渗入，
印刷物边缘清晰。在用CMC水溶液处理过的纸上，涂以铁、铅等金属盐溶液可制成防水、防油纸。
7、喷雾造粒、成球类产品的应用：保护渣系列、颗粒复混肥、化肥厂锅炉煤球、蜂窝煤等，使
用HL5、HL7、HL10具有成粒成型快、粒度好、灰份小等之特点。
8、应用于硅酸盐工业：CMC具有良好的粘结性和薄膜形成性，可用于陶瓷工业。它能增强釉药和
陶瓷的结合力防止釉药脱落，并能促进釉药扩散。CMC可作为烧结成型的粘结剂，尤其在电气绝缘
材料方面最为适宜，若加入CMC0.2-0.5%，坯料粘结力强成型容易，使它的机械强度提高2-3倍。并
可作为细粉的悬浮及陶瓷固色剂。
CMC可用于混凝土中，在混凝土施工时加入CMC后可减少失水起缓凝作用，既便于大规模工程的施
工，又能提高混凝土的强度。HL9型适用于缓凝剂。
9、应用于食品工业：CMC无臭、无味、无毒，能长期保存不*，粘度高、保形力强、易于溶解，
可用于食品的加工。如作为粘性剂、增量剂、稳定剂、固形剂、薄膜形成剂等等之用。
10、应用于涂料工业：CMC可作水溶性涂料，可作上胶或调节粘度。在油漆印刷中，作为乳化剂、
稳定剂、HL9型适用于涂料工业。
11、 应用于医药及日用化学工业：CMC对人体无毒害，能长期保存，具有保护胶体特性，帮在医
药上逐渐得到了应用。如作注射用青霉素不溶性盐的悬浮分散剂，X光用药物硫酸钡、氧化钛等的
分散剂，用作为软膏、锭剂的基料，又作乳化剂、增稠剂、粘结剂等等。
在日化工业中作为乳化稳定剂、皮肤保护剂等，如用于牙膏、香脂、香水中等。
12、作为粘结剂：可代替一般常用的糊料，用于制造鞋帽、纸盒、铅笔、蚊香、信封、火柴盒等
等的粘结，还可作民用浆糊料于日常生活，它不仅比一般糊料粘性强，稳定，又能节约工业用粮。
HL6、HL9型等均为良好的粘结剂。
13、应用于皮革工业：CMC用作皮革的上光剂、着色剂能增加皮革的光泽和耐水性。
14、在其它方面应用：
(1)、电影胶卷、照相底片的表面处理剂。
(2)橡胶浆稳定剂、泡沫灭
火机的泡沫稳定剂。
(3)农药的分散剂、乳化剂、塑料的稳定剂、乳化剂。
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时间：2024-12-04 07:50
