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La carboxyméthylcellulose sodique (Na-CMC) est l’un des dérivés de cellulose hydrosolubles les plus utilisés.
Il s'agit d'un polysaccharide polyanionique obtenu à partir de la cellulose, le polymère naturel le plus abondant, par modification chimique impliquant la substitution de groupes hydroxyles par des groupes carboxyméthyles.
Cette modification structurelle améliore la solubilité dans l’eau, la stabilité colloïdale et la polyvalence fonctionnelle, ce qui la rend très précieuse dans des industries telles que l’alimentation, les produits pharmaceutiques, les cosmétiques, le pétrole, le papier et les textiles.
Numéro CAS : 9004-32-4
SYNONYMES:
CMC, gomme de cellulose, sel de sodium de carboxyméthylcellulose, sel de sodium de carboxyméthylcellulose, éther carboxyméthylique de cellulose, sel de sodium
Contexte historique
La cellulose a été modifiée chimiquement pour la première fois au XIXe siècle pour obtenir des dérivés présentant une solubilité et une fonctionnalité améliorées.
Dans les années 1920-1930, la carboxyméthylcellulose sodique a été synthétisée et étudiée pour la première fois en tant que dérivé hydrosoluble de la cellulose.
Dans les années 1940, il est devenu disponible dans le commerce et a été rapidement adopté dans les industries alimentaires et pharmaceutiques en raison de sa stabilité et de sa sécurité.
Au fil des décennies, des recherches approfondies ont étendu ses applications au forage pétrolier, à la fabrication de papier, aux détergents, aux revêtements, aux adhésifs et aux produits biomédicaux.
Structure chimique et propriétés
Formule chimique
L'unité répétitive de la carboxyméthylcellulose sodique peut être exprimée comme suit :
[C6H7O2(OH)2OCH2COONa]n
Structure moléculaire
Le CMC est dérivé de la cellulose et est constitué de chaînes linéaires d'unités D-glucose liées en β-(1→4).
Lors de la carboxyméthylation, les groupes hydroxyles aux positions C2, C3 et C6 des unités anhydroglucose sont partiellement substitués par des groupes carboxyméthyle (-CH2COONa).
Degré de substitution (DS)
Le DS varie de 0,4 à 1,4 dans les produits commerciaux.
Un DS plus élevé augmente la solubilité dans l'eau et la viscosité.
Propriétés physiques
Aspect : Poudre ou granulés blancs à blanc cassé
Solubilité : Facilement soluble dans l'eau froide et chaude ; insoluble dans la plupart des solvants organiques
Viscosité : varie de faible (10 mPa·s) à très élevée (> 10 000 mPa·s) selon le poids moléculaire et le DS
pH de la solution aqueuse : généralement 6,0–8,5
Nature hygroscopique : A tendance à absorber l'humidité de l'atmosphère
Propriétés thermiques
La décomposition commence vers 200–250 °C
Ne fond pas mais forme des films stables
Méthodes de production
Matières premières
Cellulose : Obtenue à partir de pâte de bois ou de linters de coton
Hydroxyde de sodium (NaOH) : utilisé pour l'alcalinisation
Acide monochloroacétique (MCA) ou son sel de sodium : utilisé pour la carboxyméthylation
Étapes du processus
Alcalinisation : la cellulose est traitée avec NaOH dans un milieu alcoolique pour former de la cellulose alcaline.
Éthérification (carboxyméthylation) : la cellulose alcaline réagit avec l'acide monochloroacétique ou le monochloroacétate de sodium, produisant de la carboxyméthylcellulose sodique.
Purification : les produits chimiques, les sels et les sous-produits n’ayant pas réagi (tels que le chlorure de sodium et le glycolate de sodium) sont éliminés par lavage, filtration et séchage.
Séchage et broyage : Le produit purifié est séché et broyé jusqu'à la granulométrie requise.
Variantes
CMC de qualité technique : utilisé dans les détergents, les textiles, le papier et les fluides de forage
CMC de qualité alimentaire et pharmaceutique : purifié pour minimiser les niveaux de chlorure de sodium et de glycolate de sodium
Caractérisation analytique
Degré de substitution (DS) déterminé par titrage, FTIR ou RMN
Viscosité mesurée à l'aide de viscosimètres Brookfield
Poids moléculaire analysé par chromatographie par perméation de gel
Pureté testée par la teneur en cendres, le chlorure de sodium et les niveaux de glycolate de sodium
Analyse des groupes fonctionnels par FTIR, Raman et analyse élémentaire
Applications
Industrie alimentaire
Épaississant, stabilisant, émulsifiant dans la crème glacée, les sauces, les vinaigrettes, les produits de boulangerie
Substitut de graisse dans les aliments hypocaloriques
Agent de suspension dans les boissons
Industrie pharmaceutique
Liant et désintégrant dans les comprimés
Stabilisateur de suspension dans les sirops et les formulations liquides
Agent de libération contrôlée dans les systèmes d'administration de médicaments
Composant de solutions ophtalmiques comme lubrifiant
Cosmétiques et soins personnels
Épaississant dans les crèmes, lotions, shampooings et dentifrices
Agent filmogène pour la rétention d'humidité
Industrie pétrolière
Utilisé dans les boues de forage pour le contrôle de la viscosité et la rétention d'eau
Améliore les processus de récupération du pétrole
Industrie du papier
Agent de collage de surface pour une meilleure imprimabilité
Améliore la résistance du papier et les propriétés de revêtement
Industrie textile
Utilisé comme épaississant dans les pâtes d'impression textile
Assure un contrôle de la viscosité pour une teinture uniforme
Détergents
Inhibiteur de redéposition du sol
Stabilise les formulations de détergents liquides
Applications biomédicales
Formation d'hydrogel pour pansements
Matériau d'échafaudage en ingénierie tissulaire
Support pour l'immobilisation des enzymes
INFORMATIONS DE SÉCURITÉ CONCERNANT LA CARBOXYMÉTHYLCELLULOSE SODIQUE
Mesures de premiers secours :
Description des mesures de premiers secours :
Conseils généraux :
Consultez un médecin.
Montrez cette fiche de données de sécurité au médecin traitant.
Sortez de la zone dangereuse :
En cas d'inhalation :
En cas d'inhalation, déplacer la personne à l'air frais.
En cas d'arrêt respiratoire, pratiquer la respiration artificielle.
Consultez un médecin.
En cas de contact avec la peau :
Retirez immédiatement les vêtements et les chaussures contaminés.
Laver avec du savon et beaucoup d'eau.
Consultez un médecin.
En cas de contact avec les yeux :
Rincer abondamment à l'eau pendant au moins 15 minutes et consulter un médecin.
Continuer à rincer les yeux pendant le transport vers l’hôpital.
En cas d'ingestion :
NE PAS faire vomir.
Ne jamais rien donner par voie orale à une personne inconsciente.
Rincer la bouche avec de l'eau.
Consultez un médecin.
Mesures de lutte contre l'incendie :
Moyens d'extinction :
Moyens d’extinction appropriés :
Utiliser de l’eau pulvérisée, de la mousse résistante à l’alcool, un produit chimique sec ou du dioxyde de carbone.
Dangers particuliers résultant de la substance ou du mélange
Oxydes de carbone, oxydes d'azote (NOx), gaz chlorhydrique
Conseils aux pompiers :
Portez un appareil respiratoire autonome pour lutter contre l'incendie si nécessaire.
Mesures en cas de déversement accidentel :
Précautions individuelles, équipement de protection et procédures d'urgence
Utiliser un équipement de protection individuelle.
Évitez de respirer les vapeurs, les brouillards ou les gaz.
Évacuer le personnel vers des zones sûres.
Précautions environnementales :
Empêcher toute fuite ou tout déversement supplémentaire si cela peut être fait en toute sécurité.
Ne pas laisser le produit pénétrer dans les égouts.
Le rejet dans l’environnement doit être évité.
Méthodes et matériaux de confinement et de nettoyage :
Absorber avec un matériau absorbant inerte et éliminer comme déchet dangereux.
Conserver dans des récipients appropriés et fermés pour l'élimination.
Manipulation et stockage :
Précautions pour une manipulation sans danger :
Éviter l’inhalation de vapeurs ou de brouillards.
Conditions de stockage sûr, y compris d’éventuelles incompatibilités :
Conserver le récipient bien fermé dans un endroit sec et bien aéré.
Les récipients ouverts doivent être soigneusement refermés et maintenus en position verticale pour éviter les fuites.
Classe de stockage (TRGS 510) : 8A : matières dangereuses combustibles et corrosives
Contrôles de l'exposition/protection individuelle :
Paramètres de contrôle :
Composants avec paramètres de contrôle du lieu de travail
Ne contient aucune substance présentant des valeurs limites d’exposition professionnelle.
Contrôles d'exposition :
Contrôles techniques appropriés :
Manipuler conformément aux bonnes pratiques d’hygiène industrielle et de sécurité.
Lavez-vous les mains avant les pauses et à la fin de la journée de travail.
Équipement de protection individuelle :
Protection des yeux/du visage :
Lunettes de sécurité bien ajustées.
Écran facial (8 pouces minimum).
Utilisez un équipement de protection oculaire testé et approuvé selon les normes gouvernementales appropriées telles que NIOSH (États-Unis) ou EN 166 (UE).
Protection de la peau :
Manipuler avec des gants.
Les gants doivent être inspectés avant utilisation.
Utiliser des gants appropriés
technique de retrait (sans toucher la surface extérieure du gant) pour éviter tout contact cutané avec ce produit.
Jetez les gants contaminés après utilisation conformément aux lois en vigueur et aux bonnes pratiques de laboratoire.
Se laver et se sécher les mains.
Contact complet :
Matériau : caoutchouc nitrile
Épaisseur minimale de la couche : 0,11 mm
Temps de percée : 480 min
Matériau testé : Dermatril (KCL 740 / Aldrich Z677272, taille M)
Contact par éclaboussures
Matériau : caoutchouc nitrile
Épaisseur minimale de la couche : 0,11 mm
Temps de percée : 480 min
Matériau testé : Dermatril (KCL 740 / Aldrich Z677272, taille M)
Cela ne doit pas être interprété comme une approbation pour un scénario d’utilisation spécifique.
Protection du corps :
Combinaison complète de protection contre les produits chimiques. Le type d'équipement de protection doit être sélectionné en fonction de la concentration et de la quantité de la substance dangereuse sur le lieu de travail spécifique.
Protection respiratoire :
Lorsque l'évaluation des risques montre que les respirateurs à épuration d'air sont appropriés, utilisez un respirateur complet avec des cartouches respiratoires combinées polyvalentes (US) ou de type ABEK (EN 14387) comme solution de secours aux contrôles techniques.
Si le respirateur est le seul moyen de protection, utilisez un respirateur à adduction d’air complet.
Utilisez des respirateurs et des composants testés et approuvés conformément aux normes gouvernementales appropriées telles que NIOSH (États-Unis) ou CEN (UE).
Contrôle de l'exposition environnementale
Empêcher toute fuite ou tout déversement supplémentaire si cela peut être fait en toute sécurité.
Ne pas laisser le produit pénétrer dans les égouts.
Le rejet dans l’environnement doit être évité.
Stabilité et réactivité :
Stabilité chimique :
Stable dans les conditions de stockage recommandées.
Matériaux incompatibles :
Agents oxydants forts :
Produits de décomposition dangereux :
Des produits de décomposition dangereux se forment en cas d'incendie.
Oxydes de carbone, oxydes d'azote (NOx), gaz chlorhydrique.
Considérations relatives à l’élimination :
Méthodes de traitement des déchets :
Produit:
Proposez les solutions excédentaires et non recyclables à une entreprise d’élimination agréée.
Contactez un service professionnel agréé d’élimination des déchets pour éliminer ce matériau.
Emballage contaminé :
Éliminer comme produit non utilisé
