ПРОДУКТЫ

КАРБОКСИМЕТИЛЦЕЛЛЮЛОЗА (CARBOXYMETHYL CELLULOSE)

Карбоксиметилцеллюлоза (КМЦ) или целлюлозная камедь представляет собой производное целлюлозы с карбоксиметильными группами (-CH2-COOH), связанными с некоторыми гидроксильными группами мономеров глюкопиранозы, составляющих основу целлюлозы. Его часто используют в виде натриевой соли карбоксиметилцеллюлозы натрия. Раньше он продавался под названием Tylose, зарегистрированным товарным знаком SE Tylose.

CAS No. : 9000-11-7

Synonyms:
Carboxymethylcellulose; CMC; carmellose; E466; cmc; CARBOXYL METHYL CELLULOSE; Croscarmellose sodium; Hydroxypropyl cellulose; Methyl cellulose; Tylose; Carboxymethylcellulose sodium salt; Sodium carboxymethyl cellulose; Carboxymethylcellulose sodium; Aquaplast; Carmethose; Cellofas; Cellpro; Cellufresh; Cellugel; Celluvisc; Collowel; Ethoxose; Lovosa; Carmellose gum; Camellose gum; Cellulose gum; Sarcell tel; Cellofas B; Cellofas C; Cellogel C; Cellogen PR; Glikocel TA; CMC sodium salt; Edifas B; Nymcel S; Tylose C; Blanose BWM; Lovosa TN; Nymcel slc-T; Tylose CB series; Tylose CR; Unisol RH; Cellofas B5; Cellofas B6; Cellogen 3H; Sodium CMC; Tylose DKL; Carbose 1M; Cellogen WS-C; Majol PLX; Sodium cellulose glycolate; Cellofas B50; Courlose F 4; Courlose F 8; Polyfibron 120; Tylose CBR series; Avicel RC/CL; Fine Gum HES; NaCm-cellulose salt; Courlose F 20; Sodium CM-cellulose; Sodium carboxymethylcellulose; Copagel PB 25; Sanlose SN 20A; Cellufix FF 100; Courlose A 590; Courlose A 610; Courlose A 650; Courlose F 370; Modocoll 1200; Nymcel ZSB 10; Nymcel ZSB 16; Tylose CBS 30; Tylose CBS 70; Tylose CR 50; Tylose 666; Tylose C 30; Blanose BS 190; SODIUM CARBOXYMETHYL CELLULOSE; AC-Di-sol. NF; Carmellose sodium; Lucel (polysaccharide); Tylose CBR 400; Courlose F 1000G; Tylose C 300; Tylose C 600; Tylose CB 200; Daicel 1150; Daicel 1180; Orabase; Tylose C 1000P; B 10 (Polysaccharide); Carboxymethylcellulose sodium salt; CM-Cellulose sodium salt; Cellulose sodium glycolate; Sodium glycolate cellulose; CMC 7MT; Sodium carboxmethylcellulose; Carboxymethyl cellulose, sodium salt; CMC 3M5T; 7H3SF; CMC 2; CCRIS 3653; Cellulose carboxymethyl ether sodium salt; S 75M; Cellulose glycolic acid, sodium salt; Sodium salt of carboxymethylcellulose; B 10; Carmellose sodium, low-substituted; Cellulose, carboxymethyl ether; Aquacel; Cellulose carboxymethyl ether, sodium salt; Carboxymethylcellulose sodium [USP]; Croscarmellose sodium; Cellulose, carboxymethyl ether, sodium salt, low-substituted; CMC; Lovosa 20alk.; Carboxymethylcellulose Sodium [USAN]; CARBOXYMETHYLCELLULOSE SODIUM, LOW-SUBSTITUTED

Карбоксиметилцеллюлоза
Подготовка
Он синтезируется катализируемой щелочью реакцией целлюлозы с хлоруксусной кислотой. Полярные (органические кислоты) карбоксильные группы делают целлюлозу растворимой и химически активной.

После начальной реакции полученная смесь дает около 60% карбоксиметилцеллюлозы плюс 40% солей (хлорид натрия и гликолят натрия). Этот продукт представляет собой так называемую техническую карбоксиметилцеллюлозу, которая используется в моющих средствах. Дальнейший процесс очистки используется для удаления этих солей с получением чистой карбоксиметилцеллюлозы, используемой для пищевых продуктов, фармацевтики и средств для ухода за зубами (зубной пасты). Также производится промежуточный «полуочищенный» сорт, обычно используемый в бумажных приложениях, таких как восстановление архивных документов.

Функциональные свойства карбоксиметилцеллюлозы зависят от степени замещения в структуре целлюлозы (то есть, сколько гидроксильных групп приняли участие в реакции замещения), а также от длины цепи основной структуры целлюлозы и степени кластеризации. карбоксиметильных заместителей.

Использует
Карбоксиметилцеллюлоза используется в пищевых продуктах под номером E E466 или E469 (когда она подвергается ферментативному гидролизу) в качестве модификатора вязкости или загустителя, а также для стабилизации эмульсий в различных продуктах, включая мороженое. Он также входит в состав многих непродовольственных товаров, таких как зубная паста, слабительные средства, таблетки для похудания, краски на водной основе, моющие средства, аппрет для текстиля, многоразовые термоупаковки и различные бумажные изделия. Он используется прежде всего потому, что он имеет высокую вязкость, нетоксичен и обычно считается гипоаллергенным, поскольку основным источником волокна является целлюлоза из мягкой древесины или хлопковый линт. [3] [4] Карбоксиметилцеллюлоза широко используется в пищевых продуктах без глютена и с низким содержанием жира. [5] В моющих средствах для стирки он используется в качестве суспензионного полимера грязи, предназначенного для осаждения на хлопке и других целлюлозных тканях, создавая отрицательно заряженный барьер для загрязнений в стиральном растворе. Карбоксиметилцеллюлоза используется в качестве смазки в искусственных слезах.

Карбоксиметилцеллюлоза также используется в качестве загустителя, например, в нефтедобывающей промышленности в качестве ингредиента бурового раствора, где она действует как модификатор вязкости и агент, удерживающий воду. Карбоксиметилцеллюлоза натрия (Na-карбоксиметилцеллюлоза), например, используется в качестве средства отрицательного контроля облысения у кроликов.

Трикотажное полотно из целлюлозы (например, хлопка или вискозы) может быть преобразовано в карбоксиметилцеллюлозу и использоваться в различных медицинских целях.

Устройство для носовых кровотечений. Баллон из поливинилхлорида (ПВХ) покрыт трикотажной тканью из карбоксиметилцеллюлозы, армированной нейлоном. Устройство замачивают в воде до образования геля, который вводят в нос и надувают баллон. Комбинация надутого баллона и терапевтического эффекта карбоксиметилцеллюлозы останавливает кровотечение.
Ткань используется в качестве повязки после хирургических вмешательств на ушах, носу и горле.
Вода добавляется для образования геля, и этот гель вводится в полость пазухи после операции.
Нерастворимая микрогранулярная карбоксиметилцеллюлоза используется в качестве катионообменной смолы в ионообменной хроматографии для очистки белков. [6] Предположительно, уровень дериватизации намного ниже, поэтому свойства растворимости микрогранулярной целлюлозы сохраняются при добавлении отрицательно заряженных карбоксилатных групп в количестве, достаточном для связывания с положительно заряженными белками.

Карбоксиметилцеллюлоза также используется в пакетах со льдом для образования эвтектической смеси, что приводит к более низкой температуре замерзания и, следовательно, большей охлаждающей способности, чем у льда. [7]

Водные растворы карбоксиметилцеллюлозы также использовались для диспергирования углеродных нанотрубок. Считается, что длинные молекулы карбоксиметилцеллюлозы обвивают нанотрубки, позволяя им диспергироваться в воде. При консервации и реставрации он используется как адгезив или фиксатор (коммерческое название Walocel, Klucel).

Карбоксиметилцеллюлоза используется для получения винной кислоты или устойчивости к холоду. Это нововведение может сэкономить мегаватты электроэнергии, используемой для охлаждения вина в теплом климате. Он более стабилен, чем метатарная кислота, и очень эффективен в ингибировании осаждения винной кислоты. Сообщается, что кристаллы KHT в присутствии карбоксиметилцеллюлозы растут медленнее и меняют свою морфологию [8]. Их форма становится более плоской, потому что они теряют 2 из 7 граней, изменяя свои размеры. Молекулы карбоксиметилцеллюлозы, отрицательно заряженные при pH вина, взаимодействуют с электроположительной поверхностью кристаллов, где накапливаются ионы калия. Более медленный рост кристаллов и изменение их формы вызваны конкуренцией между молекулами карбоксиметилцеллюлозы и ионами битартрата за связывание с кристаллами KHT (Cracherau et al. 2001).

В ветеринарии карбоксиметилцеллюлоза используется при абдоминальных операциях у крупных животных, особенно лошадей, для предотвращения образования спаек кишечника.

Карбоксиметилцеллюлоза иногда используется в качестве связующего для электродов в современных аккумуляторных батареях (например, в литий-ионных батареях), особенно с графитовыми анодами. Растворимость карбоксиметилцеллюлозы в воде обеспечивает менее токсичную и дорогостоящую переработку, чем с нерастворимыми в воде связующими, такими как традиционный поливинилиденфторид (ПВДФ), для обработки которого требуется токсичный н-метилпирролидон (НМП). Карбоксиметилцеллюлоза часто используется в сочетании со стирол-бутадиеновым каучуком (SBR) для электродов, требующих дополнительной гибкости, например для использования с кремнийсодержащими анодами. [9]

Кулинарное использование
Порошок карбоксиметилцеллюлозы широко используется в производстве мороженого для приготовления мороженого без взбивания или экстремально низких температур, что устраняет необходимость в обычных взбивателях или смесях соленого льда. [10] Карбоксиметилцеллюлоза используется при приготовлении хлебобулочных изделий, таких как хлеб и пирожные. Использование карбоксиметилцеллюлозы обеспечивает значительно улучшенное качество хлеба при меньших затратах для пекаря за счет экономии жирового компонента. Карбоксиметилцеллюлоза также используется в качестве эмульгатора в высококачественном печенье. Равномерно диспергируя жир в тесте, он улучшает выход теста из форм и форм для резки, обеспечивая получение печенья правильной формы без каких-либо искажений по краям. Это также может помочь уменьшить количество яичного желтка или жира, используемого при приготовлении печенья, тем самым обеспечивая экономию. Использование карбоксиметилцеллюлозы в приготовлении конфет обеспечивает однородное диспергирование ароматических масел и улучшает текстуру и качество. Карбоксиметилцеллюлоза используется в жевательных резинках, маргаринах и арахисовом масле в качестве эмульгатора. Он также используется при обработке кожи для полировки краев. [11]

Энзимология
Карбоксиметилцеллюлоза также широко использовалась для характеристики ферментативной активности эндоглюканаз (части целлюлазного комплекса). Карбоксиметилцеллюлоза является высокоспецифическим субстратом для эндо-действующих целлюлаз, поскольку ее структура была разработана для декристаллизации целлюлозы и создания аморфных участков, которые идеально подходят для действия эндоглюканазы. Карбоксиметилцеллюлоза желательна, потому что продукт катализа (глюкоза) легко измеряется с помощью анализа восстанавливающего сахара, такого как 3,5-динитросалициловая кислота. Использование карбоксиметилцеллюлозы в ферментных анализах особенно важно в отношении скрининга ферментов целлюлазы, которые необходимы для более эффективного превращения целлюлозного этанола. Однако карбоксиметилцеллюлоза также неправильно использовалась в более ранних работах с ферментами целлюлазы, так как многие из них связывали целлюлазную активность с гидролизом карбоксиметилцеллюлозы. По мере того, как механизм деполимеризации целлюлозы стал более понятным, экзоцеллюлазы доминируют в деградации кристаллической (например, Avicel) и нерастворимой (например, карбоксиметилцеллюлозы) целлюлозы.

Неблагоприятные реакции
Хотя это и считается редкостью, существуют сообщения о серьезных реакциях на карбоксиметилцеллюлозу. В одном из таких случаев известно, что женщина испытала анафилаксию после воздействия [12]. Кожные пробы считаются полезным диагностическим инструментом для этой цели.

Влияние на воспаление, метаболический синдром, связанный с микробиотой, и колит являются предметом исследования [13]. Было обнаружено, что карбоксиметилцеллюлоза вызывает воспаление кишечника, изменяя микробиоту, и является пусковым фактором воспалительных заболеваний кишечника, таких как язвенный колит и болезнь Крона.

Карбоксиметилцеллюлоза представляет собой натрий-карбоксиметилцеллюлозу с внутренними поперечными связями, предназначенную для использования в качестве супердезинтегранта в фармацевтических составах. [1]
E468 - это число E сшитой натриевой карбоксиметилцеллюлозы, используемой в пищевых продуктах в качестве эмульгатора.

Задний план
Сшивка снижает растворимость в воде, в то же время позволяя материалу набухать (как губка) и впитывать воду, во много раз превышающую его вес. В результате он обеспечивает превосходные характеристики растворения и дезинтеграции лекарственного средства, тем самым улучшая последующую биодоступность формул за счет лучшего контакта активных ингредиентов с жидкостями организма.

Карбоксиметилцеллюлоза также решает проблемы разработчиков рецептур по поводу долгосрочной функциональной стабильности, снижения эффективности при высоких уровнях твердости таблеток и аналогичных проблем, связанных с другими продуктами, разработанными для улучшения растворения лекарств. Это очень часто используемая [2] фармацевтическая добавка, одобренная Управлением по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США. Его цель в большинстве таблеток, включая пищевые добавки, заключается в том, чтобы помочь таблетке быстро разложиться в желудочно-кишечном тракте. Если разрыхлитель таблетки не включен, таблетка может распадаться слишком медленно, в неправильной части кишечника или совсем не распадаться, тем самым снижая эффективность и биодоступность активных ингредиентов.

Кроскармеллозу получают, сначала вымачивая сырую целлюлозу в гидроксиде натрия, а затем взаимодействуя целлюлозой с монохлорацетатом натрия с образованием карбоксиметилцеллюлозы натрия. Избыточный монохлорацетат натрия медленно гидролизуется до гликолевой кислоты, а гликолевая кислота катализирует сшивание с образованием карбоксиметилцеллюлозы. [1] С химической точки зрения это натриевая соль сшитой частично O- (карбоксиметилированной) целлюлозы.
Карбоксиметилцеллюлоза впервые была использована в качестве стабилизатора в добавках для лошадей.

Химия
Карбоксиметилцеллюлоза представляет собой простой эфир целлюлозы, в котором некоторые гидроксильные группы в повторяющихся звеньях глюкозы были гидроксипропилированы с образованием групп -OCH2CH (OH) CH3 с использованием пропиленоксида. Среднее количество замещенных гидроксильных групп на единицу глюкозы называется степенью замещения (DS). Полное замещение дало бы DS 3. Поскольку добавленная гидроксипропильная группа содержит гидроксильную группу, ее также можно этерифицировать во время получения карбоксиметилцеллюлозы. Когда это происходит, количество молей гидроксипропильных групп на кольцо глюкозы, моль замещения (MS), может быть выше 3.

Поскольку целлюлоза очень кристаллическая, карбоксиметилцеллюлоза должна иметь MS около 4, чтобы достичь хорошей растворимости в воде. Карбоксиметилцеллюлоза имеет комбинацию гидрофобных и гидрофильных групп, поэтому она имеет более низкую критическую температуру раствора (НКТР) при 45 ° C. При температурах ниже НКТР карбоксиметилцеллюлоза легко растворяется в воде; выше НКТР карбоксиметилцеллюлоза не растворяется.

Карбоксиметилцеллюлоза образует жидкие кристаллы и множество мезофаз в зависимости от ее концентрации в воде. Такие мезофазы включают изотропные, анизотропные, нематические и холестерические. Последний дает много цветов, таких как фиолетовый, зеленый и красный.

Использует
Lacrisert, производимый Aton Pharma, представляет собой состав карбоксиметилцеллюлозы, используемый для искусственной слезы. Он используется для лечения заболеваний, характеризующихся недостаточной выработкой слезы, таких как сухой кератоконъюнктивит, рецидивирующие эрозии роговицы, снижение чувствительности роговицы, экспозиция и нейропаралитический кератит. Карбоксиметилцеллюлоза также используется в качестве смазки для искусственных глаз. [1] [2] [3] Карбоксиметилцеллюлоза используется в качестве загустителя, связующего с низким уровнем содержания и в качестве стабилизатора эмульсии с номером E E463. В фармацевтике он используется как связующее [4] в таблетках.

Карбоксиметилцеллюлоза используется в качестве просеивающей матрицы для разделения ДНК с помощью капиллярного и микрочипового электрофореза. [5]
Карбоксиметилцеллюлоза является основным ингредиентом Cellugel, который используется для консервирования книг. Cellugel описывается как «Безопасный проникающий уплотнитель для кожаных обложек книг, пораженных красной гнилью», и производится Preservation Solutions.

Использует
Карбоксиметилцеллюлоза имеет широкий спектр применения.

Медицинское
Запор
Карбоксиметилцеллюлоза используется для лечения запоров. [3] Эффект обычно наступает в течение трех дней. [3] Его принимают внутрь и рекомендуется запивать достаточным количеством воды. [4] Побочные эффекты могут включать боль в животе. [4] Он классифицируется как слабительное, формирующее объем. [3] Он работает за счет увеличения количества стула, что улучшает кишечные сокращения. [4]

Он доступен без рецепта. [3] Он продается, среди прочего, под торговой маркой Citrucel. [3]

Искусственные слезы и слюна
Смазывающие свойства карбоксиметилцеллюлозы особенно полезны при лечении сухости глаз. [5] Растворы, содержащие карбоксиметилцеллюлозу или аналогичные производные целлюлозы, используются в качестве заменителя слез или слюны, если естественное производство этих жидкостей нарушается.

Производство лекарств
Карбоксиметилцеллюлоза используется в производстве капсул с лекарствами; его съедобные и нетоксичные свойства обеспечивают вегетарианскую альтернативу желатину.

Потребительские товары
Загуститель и эмульгатор
Карбоксиметилцеллюлозу очень редко добавляют в шампуни для волос, зубные пасты и жидкое мыло для придания им характерной густой консистенции. Так же поступают с продуктами, например мороженым или крокетом. Карбоксиметилцеллюлоза также является важным эмульгатором, предотвращающим разделение двух смешанных жидкостей, поскольку она является стабилизатором эмульсии.

Карбоксиметилцеллюлоза также используется в качестве модификатора реологических свойств краски для предотвращения проседания краски.

Еда
Число E карбоксиметилцеллюлозы в качестве пищевой добавки составляет E461. E464 представляет собой гидроксипропилцеллюлозу и более растворим в воде. [6]
Карбоксиметилцеллюлоза в виде геля обладает уникальным свойством схватываться в горячем состоянии и плавиться в холодном состоянии [7].
Карбоксиметилцеллюлоза используется в качестве ингредиента в некоторых аналогах мяса, которые предназначены для воспроизведения текстуры мяса. [8]

Смазка
Карбоксиметилцеллюлозу можно использовать в личных смазках.

Строительные материалы
Карбоксиметилцеллюлоза находит широкое применение в качестве добавки к строительным материалам. Он добавляется в сухие строительные смеси для улучшения свойств строительного раствора, таких как удобоукладываемость, время раскрытия и схватывания, водоудержание, вязкость, адгезия к поверхностям и т. Д. Карбоксиметилцеллюлозу строительного класса нельзя отождествлять с карбоксиметилцеллюлозой и гидроксипропил-карбоксиметилом пищевой и фармацевтической чистоты. целлюлоза, так как она может быть сшита глиоксалем для легкого диспергирования в воде.

Строительные материалы могут быть на основе цемента или гипса. Известные примеры строительных смесей из сухих смесей, в которых используется карбоксиметилцеллюлоза, включают плиточные клеи, EIFS, изоляционные штукатурки, штукатурку, наносимую вручную и наносимую машинным напылением, штукатурку, наливные полы, экструдированные цементные панели, поверхностные покрытия, заполнители для швов и трещин, а также растворы для плитки. . Типичное использование составляет около 0,2% - 0,5% от общего веса сухого порошка для сухих смесей.

Производные карбоксиметилцеллюлозы, которые улучшают рабочие характеристики, включают гидроксипропилкарбоксиметилцеллюлозу (НРМС) и гидроксиэтилкарбоксиметилцеллюлозу (HEMC). Эти производные обычно улучшают такие характеристики, как водоудержание, сопротивление скольжению на вертикальной поверхности, открытое время и т. Д.

Клей и связующее
Карбоксиметилцеллюлозу можно использовать как мягкий клей, который можно смыть водой. Его можно использовать для фиксации хрупких произведений искусства, а также для консервации книг, чтобы ослабить и счистить старый клей с корешков и книжных щитов.

Карбоксиметилцеллюлоза является основным ингредиентом многих обоев. Он также используется в качестве связующего для пастельных мелков, а также в качестве связующего в лекарствах.

Проклейка бумаги и текстиля
Карбоксиметилцеллюлоза используется в качестве проклейки при производстве бумаги и текстиля, поскольку она защищает волокна от впитывания воды или масла.

Культура клеток
Карбоксиметилцеллюлоза также используется в культуре клеток для изучения репликации вирусов. Он растворяется в той же содержащей питательные вещества среде, в которой обычно растут клетки. Один слой клеток выращивают на плоской поверхности, а затем на короткое время заражают вирусом. Сила используемого вирусного образца определит, сколько клеток заразится за это время. Затем поверх клеток вместо нормальной жидкой среды добавляют густую среду с карбоксиметилцеллюлозой. По мере того, как вирусы реплицируются в инфицированных клетках, они могут распространяться между клетками, мембраны которых соприкасаются друг с другом, но попадают в ловушку, когда попадают в карбоксиметилцеллюлозу. Только клетки, близко соседствующие с инфицированной, будут инфицированы и погибнут. Это оставляет небольшие участки мертвых клеток, называемые бляшками, на более крупном фоне живых неинфицированных клеток. Количество образующихся бляшек определяется прочностью исходного образца.

Ингибитор подвижности бактерий и простейших
Водные растворы карбоксиметилцеллюлозы использовались для замедления подвижности бактериальных и протозойных клеток для более тщательного изучения. Изменение количества карбоксиметилцеллюлозы в растворе позволяет регулировать вязкость раствора.

Дифференцировка стволовых клеток
Карбоксиметилцеллюлоза используется в наиболее распространенных подходах для количественной оценки нескольких или отдельных клон-коммитированных гематопоэтических клеток-предшественников, называемых колониеобразующими клетками (CFC) или колониеобразующими единицами (CFU), в сочетании с культуральными добавками, которые способствуют их пролиферации и дифференцировке, и позволяют клональному потомству одной клетки-предшественника оставаться вместе и, таким образом, образовывать колонию из более зрелых клеток.

Химия
Это гидрофильный белый порошок в чистом виде, растворяющийся в холодной (но не в горячей) воде, образуя прозрачный вязкий раствор или гель.

Карбоксиметилцеллюлоза используется в качестве буферной добавки при капиллярном электрофорезе для контроля электроосмотического потока для улучшения разделения.

Спецэффекты
Слизистый, липкий вид соответствующего препарата карбоксиметилцеллюлозы с водой, в дополнение к его нетоксичным, неаллергенным и съедобным свойствам, делает его популярным для использования в спецэффектах для кино и телевидения, где необходимо имитировать мерзкие слизи. В фильме «Охотники за привидениями» липкая субстанция, которую сверхъестественные существа использовали для «слизи» охотников за привидениями, была в основном густым водным раствором карбоксиметилцеллюлозы. [Ссылка] необходимо]

Карбоксиметилцеллюлоза также использовалась для безопасного моделирования расплавленных материалов. В некоторых фильмах «Терминатор» он был подсвечен цветными гелями и пленками, чтобы воспроизвести раскаленное свечение железа в больших разливочных ковшах, используемых для транспортировки металла из плавильных печей в различные формы и формы. [Цитата необходима] Карбоксиметил Целлюлоза также заменяла потоки лавы в Лос-Анджелесе в Вулкане и на вулканической поверхности Мустафара в «Звездных войнах: Эпизод III - Месть ситхов».

Химия
Карбоксиметилцеллюлоза не встречается в природе и производится синтетически путем нагревания целлюлозы с щелочным раствором (например, раствором гидроксида натрия) и обработки ее метилхлоридом. В следующей реакции замещения гидроксильные остатки (функциональные группы -ОН) заменяются метоксидом (группы -OCH3).

В зависимости от числа замещенных гидроксильных групп можно получить различные виды карбоксиметилцеллюлозы. Целлюлоза - это полимер, состоящий из множества связанных молекул глюкозы, каждая из которых имеет три гидроксильные группы. Степень замещения (DS) данной формы карбоксиметилцеллюлозы определяется как среднее количество замещенных гидроксильных групп на глюкозу. Таким образом, теоретический максимум составляет DS 3,0, однако более типичные значения составляют 1,3–2,6.

Различные препараты карбоксиметилцеллюлозы также могут различаться по средней длине их полимерных основных цепей.

Растворимость и температура
Карбоксиметилцеллюлоза имеет более низкую критическую температуру раствора (НКТР) между 40 ° C и 50 ° C. [цитата необходима] При температурах ниже НКТР она легко растворяется в воде; выше НКТР, он не растворяется, что дает парадоксальный эффект, заключающийся в том, что нагревание насыщенного раствора карбоксиметилцеллюлозы превращает его в твердое вещество, поскольку карбоксиметилцеллюлоза выпадает в осадок. Температура, при которой это происходит, зависит от значения DS, при этом более высокие значения DS дают более низкую растворимость и более низкие температуры осаждения, поскольку полярные гидроксильные группы замаскированы.

Однако приготовить раствор карбоксиметилцеллюлозы с холодной водой сложно: когда порошок вступает в контакт с водой, вокруг него образуется слой геля, резко замедляющий диффузию воды в порошок, поэтому внутренняя часть остается сухой. Лучше сначала смешать порошок с горячей водой, чтобы частицы карбоксиметилцеллюлозы хорошо диспергировались (и, следовательно, имели гораздо более высокую эффективную площадь поверхности) в воде, и охладить эту дисперсию при перемешивании, что приведет к гораздо большему количеству быстрое растворение этих частиц.

Карбоксиметилцеллюлоза
Карбоксиметилцеллюлоза (КМЦ) - это анионное водорастворимое производное целлюлозы. Растворимость карбоксиметилцеллюлозы зависит от DP, а также от степени замещения и однородности распределения замещения. Растворимость карбоксиметилцеллюлозы в воде будет увеличиваться с уменьшением DP и увеличением карбоксиметильного замещения и однородности замещения. Вязкость раствора увеличивается с увеличением DP и увеличением концентрации.

Карбоксиметилцеллюлоза растворима в воде при любой температуре. Карбоксиметилцеллюлоза из-за своей высокой гигроскопичности быстро гидратируется. Быстрая гидратация может вызвать агломерацию и образование комков, когда порошок карбоксиметилцеллюлозы вводится в воду. Образование комков можно избежать, применяя сильное перемешивание при добавлении порошка в воду или предварительно смешав порошок карбоксиметилцеллюлозы с другими сухими ингредиентами, такими как сахар, перед добавлением в воду.

Благодаря своей высокой растворимости и прозрачности растворов карбоксиметилцеллюлоза обычно используется в напитках и сухих смесях напитков для обеспечения богатого вкуса. Он также используется в подкисленных белковых напитках для стабилизации белка и предотвращения его осаждения. Карбоксиметилцеллюлоза также добавляется в составы сиропа и соуса для увеличения вязкости. Хлебопекарное производство - еще одна сфера применения, где карбоксиметилцеллюлоза обычно используется для улучшения качества и консистенции конечного продукта. Например, в хлебе с тортильей он используется для улучшения технологических свойств теста и текстурных свойств конечного продукта, в том числе сгибаемости и раскатываемости.

Карбоксиметилцеллюлоза представляет собой производное целлюлозы, содержащее карбоксиметильные группы, которые образуются в результате реакции целлюлозы с хлорацетатом в щелочи с образованием замещений в положениях C2, C3 или C6 глюкозных единиц (Gelman, 1982). В результате карбоксиметилцеллюлоза становится водорастворимой и более подвержена гидролитической активности целлюлаз. Таким образом, карбоксиметилцеллюлоза является полезной добавкой как к жидкой, так и к твердой среде для определения активности целлюлазы, и ее гидролиз можно впоследствии определить с помощью красителя Конго красный, который связывается с интактными β-d-глюканами. Зоны просветления вокруг колоний, растущих на твердой среде, содержащей карбоксиметилцеллюлозу, впоследствии окрашенную конго красным, представляют собой полезный анализ для определения гидролиза карбоксиметилцеллюлозы и, следовательно, активности β-d-глюканазы (Teather and Wood, 1982). Посев изолятов на мембранные фильтры, помещенные на поверхность пластин с карбоксиметилцеллюлозным агаром, является полезной модификацией этого метода, поскольку фильтр может быть впоследствии удален, позволяя визуализировать прозрачные зоны в агаре под целлюлолитическими колониями.

Карбоксиметилцеллюлоза натрия
Карбоксиметилцеллюлоза натрия (NaCMC) представляет собой натриевую соль карбоксиметилцеллюлозы, анионного производного. Он широко используется в пероральных, офтальмологических, инъекционных и местных фармацевтических препаратах. Для твердых лекарственных форм он используется в первую очередь в качестве связующего или матриксообразующего вещества.

Фармацевтические марки карбоксиметилцеллюлозы натрия доступны на рынке со значениями степени замещения (DS) 0,7, 0,9 и 1,2, с соответствующим содержанием натрия 6,5–12% масс. Он также доступен в нескольких классах вязкости. Карбоксиметилцеллюлоза натрия хорошо растворяется в воде при всех температурах, образуя прозрачные растворы. Его растворимость зависит от степени замещения.

Карбоксиметилцеллюлоза натрия, когда используется в качестве связующего, дает более мягкие гранулы, которые имеют хорошую прессуемость, образуя твердые таблетки средней прочности. Карбоксиметилцеллюлоза натрия, обладая высокой гигроскопичностью, может поглощать большое количество воды (> 50%) в условиях повышенной относительной влажности. Следовательно, таблетки с возрастом затвердевают.

Эфиры целлюлозы
Карбоксиметилцеллюлоза (КМЦ) является основным эфиром целлюлозы. Активируя некристаллические области целлюлозы, селективные области алкилирующих реагентов могут атаковать целлюлозу. Это называется концепцией фракций реакционной структуры и широко используется для производства карбоксиметилцеллюлозы. Другой путь проведения той же реакции - дериватизация целлюлозы в реакционноспособных микроструктурах, образованных индуцированным разделением фаз. Этот процесс включает использование NaOH в безводном состоянии в сочетании с такими растворителями, как DMA / LiCl. Эти продукты на основе карбоксиметилцеллюлозы имеют распределение заместителей, которое значительно отклоняется от теоретического статистического предсказания продукта.

Карбоксиметилцеллюлоза используется в нескольких целях доставки лекарств и тканевой инженерии. Высвобождение апоморфина, лекарственного средства, используемого для регуляции двигательных реакций при болезни Паркинсона, было успешно включено в состав порошка карбоксиметилцеллюлозы и продемонстрировало длительное назальное высвобождение и было лучше, чем средство доставки на основе крахмала [179]. Карбоксиметилцеллюлоза натрия успешно используется для доставки лекарств в желудочно-кишечный тракт [180]. Следовательно, карбоксиметилцеллюлоза считается успешной системой доставки лекарств для слизистой оболочки [181]. Помимо доставки лекарств, карбоксиметилцеллюлоза полезна в качестве основы в тканевой инженерии. Гидрогели карбоксиметилцеллюлозы, имеющие pH-зависимые характеристики набухания, были способны высвобождать захваченное лекарство с правильным pH, присутствующим в представляющей интерес ткани, и показали большой потенциал в качестве перевязочного материала для ран [182]. Гидрогели карбоксиметилцеллюлозы могут быть использованы для инкапсуляции клеток пульпозного ядра и, следовательно, являются потенциальной заменой дегенерации межпозвоночного диска [183]. Карбоксиметилцеллюлозу комбинируют с хитозаном [184] и гидроксиапатитом [185] для целей регенерации костей и зубов.

Карбоксиметилцеллюлоза натрия / фиброин шелка / пленки оксида графена
Карбоксиметилцеллюлоза (КМЦ), производное целлюлозы [238, 239], является более дешевым, нетоксичным, биоразлагаемым и возобновляемым полимером. Недостатком пленки карбоксиметилцеллюлозы являются ее плохие механические свойства. Благодаря своим превосходным механическим свойствам, низкой воспламеняемости, впечатляющей биосовместимости и большей биоразлагаемости фиброин шелка был признан потенциально удобным биоматериалом. В зависимости от требований для различных приложений его можно модифицировать в гидрогель, пленку, каркас или нетканый мат [240]. GO является подходящим наполнителем в композитах, который улучшает механические свойства [241, 242]. Абдулхани и др. [60] синтезировали биополимерные нанокомпозитные пленки путем смешивания восстановленного оксида графена (RGO) с матрицей карбоксиметилцеллюлозы (CMC) натрия / фиброина шелка. Результат показал, что RGO полезен для композитов из-за его высоких характеристик и низкой стоимости. Эти нанокомпозиты используются в пищевой упаковке.

Карбоксиметилцеллюлоза натрия и гидроксиэтилцеллюлоза, поперечно сшитая дивинилсульфоном, используются для удаления биологических жидкостей во время хирургических операций и для сбора биологических жидкостей при лечении отеков. Биосовместимость полимеров также является многообещающей для диуретической терапии.97,98 Карбоксиметилцеллюлоза натрия и гидроксиэтилцеллюлоза, а также поли (этиленгликоли) с разной молекулярной массой были использованы при разработке гидрогелей для перорального введения для абсорбции воды.98 Высокоемкие сверхводопоглотители были использованы. вводится интрацеребрально для изучения областей гипоталамуса и контроля женского производственного цикла.

Карбоксиметилцеллюлоза натрия (Na CMC) используется из-за ее загущающих и набухающих свойств в широком спектре продуктов сложной формулы для фармацевтической, пищевой, бытовой и личной гигиены, а также в бумажной, водоочистной и минеральной промышленности. Чтобы разработать растворы Na-карбоксиметилцеллюлозы для приложений, необходимо детальное понимание зависимой от концентрации реологии и релаксационной реакции. Мы обращаемся к этому здесь, исследуя водные растворы карбоксиметилцеллюлозы Na в широком диапазоне концентраций с использованием реологии, а также статического и динамического рассеяния света. Концентрационная зависимость удельной вязкости раствора ηsp может быть описана с помощью набора трех степенных законов, как это предсказывается на основе теории масштабирования полиэлектролитов. В качестве альтернативы можно использовать более простой подход, который интерполирует между двумя режимами степенного закона и вводит только одну характеристическую концентрацию кроссовера. Мы интерпретируем наблюдаемое поведение как переход от полуразведенного незапутанного режима концентрации к запутанному; такое поведение перехода не наблюдалось в структуре раствора, как было определено с помощью статического светорассеяния. Динамическое рассеяние света выявило три режима релаксации. Две самые быстрые релаксации были отнесены к режимам «быстрой» и «медленной» релаксации, которые обычно наблюдаются в бессолевых или не полностью экранированных растворах полиэлектролитов в пределах диапазона полуразведенных концентраций. Третий, обычно слабый режим, объясняется наличием небольшого количества плохо растворенных остатков целлюлозы. Поскольку фильтрация изменила поведение раствора без достаточного удаления остатков, сбор и обработка данных были адаптированы для учета этого, что облегчило детальное исследование светорассеяния исходных решений, актуальное для промышленных приложений. Время релаксации, характеризующее быструю моду, τf, не зависело от концентрации; тогда как время релаксации медленной моды τs продемонстрировало кроссовер, аналогичный наблюдаемому для удельной вязкости, что дополнительно демонстрирует динамический характер кроссовера.

Карбоксиметилцеллюлоза - это анионный водорастворимый полимер на основе возобновляемого целлюлозного сырья. Он действует как модификатор реологии, удерживает воду и является прекрасным пленкообразователем. Эти свойства делают его предпочтите<