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1、羧甲基纤维素钠(CMC)生产工艺 一.前言 目前,全世界羧甲基纤维素钠总产量约20万吨/年;国内生产能力约5万吨/年,有40余家生产,而实际产量约4万吨/年?我国高纯度的产品很少,大约6000吨?在国际上,美国食品药品监督管理局等都明确要求CMC产品的纯度要在99.5%以上?目前我国CMC产量已经占到世界产量的1/3,但产品质量较低,出口大多是低端产品,附加值不高? 国内纯化工艺的机械装备水平低,严重制约着行业的发展?产品的主要杂质是氯化钠,以前我国普遍采用三足离心机,纯化过程为间歇操作,劳动强度大,能耗物耗高,产品质量也难以提高?全国纤维素醚行业协会从2003年开始组织攻关,现在已取得了
2、可喜的成果,有些企业产品的纯度也可达99.5%以上? 目前国内无序竞争比较严重,行业利润不断降低?近年来由于国内产能不断过剩,CMC出口量一直保持高度增长?但今年出口退税率下调?人民币升值,都使得该产品出口利润不断下降,因此,加强技术改造?提高产品质量?出口高端产品同国际垄断企业竞争才是行业的出路? 生产成本也发生变化?在上世纪80年代以前,生产CMC的原料棉短绒是农业废料;而现今的棉短绒由于现代胶粘纤维的飞速发展已成为“宝中宝”,价格在6700-7000元/吨,并且货源紧张? CMC具有高分子结构和多种物理?化学性质,如:增粘?乳化?悬浮?降失水?CMC是一种高分子阳离子型电解质,不会
3、发酵,具有抗盐的能力和一定的热稳定性,因此广泛应用于各经济领域? 二.特性 1.温度的影响: 干态的CMC能够耐140-150℃以下的温度几分钟?和大多数溶液一样,当温度升高时CMC溶液粘度降低?但是这些溶液在加热时保持稳定,在冷却后粘度又会回到初始粘度? 2.酸碱的影响: CMC是一种具有较强酸性的酸?如果用强酸处理CMC,会释放出游离酸HCMC?这种酸不溶于水? 注意析出的情况只发生在PH值较低的情况下(大约为2.5),如果PH值超过这个值就不会产生析出的情况,例如在PH值为3.5的醋酸介质中? NaCMC可作为缓冲器和离子交换器?如果PH值保持在上述的限度内,可以向水溶液中
4、添加少量的酸,而不引起溶解性的变化? 3.盐的影响: 某些金属盐与CMC反应,析出相应的纤维素羟乙酸金属盐?铝盐,锡盐和铅盐,高铁盐,银盐,铜盐和锆盐都会发生此反应?CMC不会和钙盐和镁盐反应而沉淀,所以可以用于硬水?弱浓度碱金属盐的存在通常会降低溶液的粘度,但强浓度的碱金属盐的存在将增加溶液的粘度,在有些情况下甚至引起胶凝作用? 4.抗溶剂性: CMC不溶于有机溶剂?虽然可能产生一些溶胀反应,但NaCMC不会溶解?不过可以在CMC溶液中加入一定百分比的水溶性有机溶剂(通常是30-40%)? 5.含水量: CMC是一种易潮湿的物质?放置在空气中,干燥的CMC吸收12%-25%的水分
5、(取决于空气的湿度和选择的等级)?为了避免在给定的时间段因含水量的变化而导致活性物浓度的改变,CMC应储存在原始包装中或密封容器内?建议储存在干燥的地方? 三.CMC的应用 CMC有广泛的应用领域?通常用作水溶胶,增稠剂,悬浮剂,成膜活性剂,乳化稳定剂,上浆剂,涂布剂,胶粘剂?保护性胶体等? 1.洗涤剂:CMC是粉剂洗涤剂的基本成分,特别是无磷粉剂?它有胶体的特性,可以阻止灰尘污染纺织纤维,在使用合成洗涤剂的时候经常发生这样的情况?它可以稳定泡沫,保护双手?CMC可以加入到非离子液体洗涤剂中,同样可以防止纺织纤维重复吸收灰尘?CMC也可用作增稠剂,稳定剂,肥皂和洗衣粉的粘合剂和增塑剂?
6、 2.钻探:CMC可用作钻探泥浆的基本添加剂,作为保护性胶体和粘度调节剂,并减少滤液?还可以开发专用型号以使钻机适应泥浆的特性?CMC用于石油和天然气钻探,钻水井,钻孔,空心钻,水平钻以及钻矿?具有较高的失水控制能力,CMC还是高效的降滤失剂,在较低的加量下,就可以把失水控制在较高的水平,而不影响泥浆的其他性能?形成的泥饼质量好,坚而韧?耐温性能好,且抗盐性优越,在一定盐浓度下,有较好的降失水能力及保持一定的流变性,在溶于盐水与溶于水相比,粘度几乎不改变,特别适用于海上钻井和深井的要求?此外,CMC用做固井液,可阻止流体进入孔隙及裂缝;用做压裂液可控制流体进入油井的损失? 3.涂装:CMC对
7、于填料和石膏是一种良好的粘合剂,可用于增厚和稳定乳胶漆? 4.造纸业:在造纸行业中用做施胶剂等? 5.建筑材料:由于CMC的塑化性,通常用于传统的石膏料,使其减慢硬化过程,因此混合后可以延长石膏的使用时间? 6.纺织品:CMC可涂在沙布上,在织布的的过程中起保护作用,保留良好的弹性,改善平滑性?CMC也是一种良好的整理剂,与大多数标准产品兼容?它改善了纤维的触感并使之保持自然鲜艳的颜色?
