问题：了解羟甲基纤维素钠的前辈帮帮忙
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时间：2005-04-01 18:13:57 编辑加入/取消收藏订制/取消短消息举报该贴

小弟刚到厂里实习,他们生产的是CMC,我想知道他的化学反应式,身边没有它的资料,有没有相关的知料可以查询啊

回复人：风月,▲ () 时间：2005-04-01 21:47:45 编辑	1楼
CMC是羧甲基纤维素，或者有羟丙基纤维素，你这个东西好象没有吧

回复人：Yan,★ (他山之石，可以攻玉) 时间：2005-04-01 22:01:32 编辑	2楼
纤维素的羟基在碱性条件下顶掉氯乙酸的氯。 SN2反应 [C6H9O4(OH)]n + n NaOH-〉[C6H9O4(ONa)]n + nH2O

回复人：Tom81882,▲ () 时间：2005-04-01 23:24:02 编辑	3楼
同意楼上的意见

回复人：拍蚊,▲ () 时间：2005-04-02 10:27:11 编辑

4楼

找一下天然产物改性方面的书。
第二节改性纤维素
一．纤维素及其衍生物概述
（一）纤维素结构与性能
1．纤维素的化学、物理结构
纤维素是世界上蕴藏量最丰富的天然高分子化合物，绝大多数由绿色植物通过光合作用合成。我国是个农业大国，森林木材及许多农副产品富含大量的纤维素，如棉花、麦草、芦苇、麻、甘蔗渣等, 其纤维素的平均含量为40%左右，这些年复一年的可再生的资源为纤维素化工的发展提供了基本保障。
纤维素是由D-吡喃型葡萄糖彼此以1,4-β-苷键连接而成的，其结构可表示如下：

化学式可表达为：[C6H7O2(OH)3]n，n—聚合度。从上式可见，纤维素分子链除两个端基外，每个葡萄糖基都有三个羟基[C2(OH)、C3(OH)及C6(OH)三个羟基]，由于纤维素是线型长链分子，具有为数众多的羟基，在一定条件下在分子内和分子间可形成大量氢键，这些氢键对纤维素的物理、化学性质有重大影响，当在一定空间范围内，分子间氢键多到引起分子的有序排列时，就形成纤维素的结晶区，否则为非结晶区。纤维素是由无数微晶体与非晶区交织在一起形成的多晶，其结晶程度视纤维品种而异，常见的纤维素有Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四种结晶变体，一般天然纤维素为I型。
2．纤维素的性能
由于纤维素羟基的极性，水可进入非晶区，发生结晶区间的有限溶胀，纤维素在碱金属氢氧化物溶液中能剧烈溶胀；硫氰酸盐热溶液、铜氨溶液和铜乙二胺溶液可溶解纤维素。溶胀及溶解性对纤维素改性、纤维素衍生物制备和产品的加工成型都有重要意义。纤维素具有降解性，在物理或化学作用下，纤维素聚合度下降并引起葡萄糖基中C-C、C-O键断裂，直到完全转化成各种小分子化合物，其中包括水解、氧化降解、机械降解、热降解、光化学降解等。纤维素经碱浸渍后在空气中氧化，使葡萄糖苷键断裂降解，也叫老化，它是制备改性纤维素醚的必经工艺，用来控制聚合度、化学反应和产品性能。纤维素还具有交联的性能，与双官能团分子作用，导致纤维素分子链间生成交联键而呈网状结构。交联可固定纤维素分子链间的相对位置，因而可部分克服纤维素织物易收缩和起皱的缺点，是织物整理的重要内容。此外纤维素还具有接枝性，可与丙烯腈，丙烯酸酯等单体接枝反应。
（二）纤维素衍生物的种类及性能
纤维素衍生物指纤维素分子链中的羟基与化学试剂发生酯化或醚化反应后的生成物，包括纤维素酯类、纤维素醚类以及酯醚混合衍生物，具体参见表11-6。
表11-6 纤维素衍生物的种类
衍生物种类主要品种主要改性剂
纤维素醚类羧甲基纤维素一氯醋酸
氰乙基纤维素丙烯腈
纤维素烷基醚甲基纤维素氯甲烷
乙基纤维素氯乙烷
纤维素羟烷基醚羟乙基纤维素环氧乙烷
羟丙基纤维素环氧丙烷
羟乙基羧甲基纤维素环氧乙烷，氯乙酸
羟乙基甲基纤维素环氧乙烷，氯甲烷
羟丙基甲基纤维素环氧丙烷，氯甲烷
羟乙基羟丙基甲基纤维素环氧乙烷等
阳离子纤维素醚叔铵烷基纤维素醚叔铵盐
季铵烷基纤维素醚季铵盐
阳离子化羟烷基纤维素季铵盐
纤维素酯类纤维素无机酸酯硝酸纤维素硝酸
纤维素有机酸酯醋酸纤维素醋酐
丁酸纤维素丁酐
醋酸丁酸纤维素醋酐，丁酐
醋酸邻苯二甲酸纤维素醋酐，苯酐
顺丁烯二酸醋酸纤维素顺酐，醋酐
纤维素是一种结晶性天然高聚物，大多数酯、醚化反应是在纤维素保持固态下的非均相反应，所以反应试剂向纤维素纤维内部的扩散程度极大地影响酯、醚化反应性能，而扩散程度受纤维素纤维的结晶度、单元晶胞尺寸、分子间氢键多少(取决于纤维的干燥程度或溶胀度)及植物细胞的形态等的影响。在纤维素分子中，三个羟基在葡萄糖基中所处位置不同，受邻近取代基影响和空间阻碍作用各不相同，其反应能力也不同。在碱性介质中醚化时，羟基反应能力为C2（OH）＞ C3（OH）＞ C6（OH）；在酸性介质中酯化时，反应速度为C6（OH）＞ C3（OH）＞ C2（OH）；当与体积较大的化学试剂反应时，空间阻碍作用较小的C6羟基比C2、C3羟基更易反应。所以具有相同取代值的同一种纤维素衍生物其性质可能相关很大，通过化学试剂的选择和工艺设计，纤维素衍生物可作为化学纤维、薄膜、片基、塑料、涂层、浆料、聚合分散剂、食品添加剂及日用化工产品等使用。
以下章节将介绍各种改性纤维素产品的性质及生产工艺。
二．羧甲基纤维素
（一）羧甲基纤维素的性质及应用
羧甲基纤维素（sodium carboxymethyl cellulose）简称CMC，它通常是以钠盐形式存在，分子式为[C6H7O2(OH)OCH2COONa]n，又叫羧甲基纤维素钠。CMC为白色至微黄色絮状或粉末状，无嗅、无味、无毒，具有吸湿性，对光热稳定，易溶于水形成透明胶状。CMC是一种水溶性的阴离子纤维素衍生物，它是线型结构高分子化合物，一般将纤维素进行碱处理后用氯乙酸或氯乙酸钠醚化而制成，醚化的程度用取代度（表示纤维素分子中的羧基被羧甲基取代的程度）来表示。根据取代度的不同，CMC又分为高取代度（取代度在1.2以上，它能溶于有机溶剂中）；中取代度（取代度在0.4~1.2之间，它能溶于水而成为透明的粘性液体，呈中性至微碱性，具有良好的分散力与结合力，可作为强力乳化剂，使用较广泛）和低取代度（取代度在0.4以下，溶于碱液中）。取代度的增大，溶液的透明度及稳定性也越好。表11-7为工业级商品羧甲基纤维素的质量指标。
表11-7 工业级羧甲基纤维素的质量指标（摘自沪Q/HG 13-229-79）
产品型号指标
粘度（Pa·s）取代度水分（%）氯化物（%）
IM4IM6IM8IH4IH6IH8IH9OM5超低 0.3~0.60.3~0.60.3~0.60.8~1.20.8~1.20.8~1.2≥1.00.2~0.6≤0.02 ≥0.45≥0.65≥0.80≥0.45≥0.65≥0.80≥0.85≥0.50≥0.70 ≤7≤7≤7≤7≤7≤7≤7≤7 ≤7≤5≤7≤5≤3
羧甲基纤维素可用于石油钻井泥浆处理剂，合成洗涤剂中的污垢吸附剂，有机助洗剂，纺织印染上浆剂，民用浆糊。日用化学工业上，用作水溶性胶状增粘剂，如牙膏胶体；医药工业用作增粘及乳化剂，软膏基料；食品工业用作增粘保型剂；陶瓷工业用作成型胶粘剂，工业糊料等。
（二）羧甲基纤维素的生产工艺
CMC的生产是以纤维素为基本原料，经氢氧化钠碱化活化后与氯乙酸醚化反应制得，主要的化学反应式如下：
[C6H7O2(OH)3]n + nNaOH → [C6H7O2(OH)2ONa]n + nH2O
[C6H7O2(OH)2ONa]n + ClCH2COOH + NaOH → [C6H7O2(OH)2OCH2COONa]n + H2O+ nNaCl
根据不同的品种采用不同的生产工艺，有两种方法：一是水媒法工艺，产品适合于合成洗涤剂工业；二是有机溶媒法工艺，产品适合于石油、纺织、食品、日用工业等。
1．有机溶媒工艺
图11-9为CMC有机溶媒法生产工艺流程。碱化、醚化采用单一的捏合机设备
纤维素→ 氯乙酸乙醇盐酸
NaOH → 碱 ↓ ↓ ↓
乙醇 → 化 → 醚化 → 中和 → 洗涤 → 干燥 → 成品水 →
图11-9 有机溶媒法生产CMC工艺流程简图
（1）生产基本配方（见表11-8）
表11-8 不同品种CMC生产的配料
品种纤维素(kg) 45%烧碱(kg) 98%烧碱(kg) 氯乙酸(kg) 乙醇(kg)
IH8， IM8PH6, PM6IH6, IM6IH4, IM4OH6,OM6 8080808080 1001069892100 10———— 6456544452 150150150150150
（2）碱化和醚化
在1000升捏合机内，将纤维素80公斤，45%烧碱及乙醇分批加入，在35~45℃下碱化反应35~55分钟。碱液加完后及碱化后期要开倒顺车，促使碱化反应均匀。碱化完毕后，加入氯乙酸乙醇液（76%），在加氯乙酸时反应器夹套应开足冷却水，控制温度防止产品的不均匀，同时亦需开顺倒车。加酸结束后，升温至74~80℃，醚化反应时间为35~50分钟。反应结束，抽样检查，应全溶于水成透明胶体，符合出料，否则可适当延长醚化时间。
（3）中和、洗涤、精制
在1000升中和机中，加60~75%乙醇500~600公斤，放入粗制CMC，开动搅拌，用盐酸中和，控制pH至6.5~7.5。生产IH4、IM4、OM6、OH6品种，中和即可在离心机进行脱液，生产IH8、IM8、PH6、PM6、IH6、IM6品种，中和后再用10%次氯酸钠2公斤漂白，并用70%乙醇再洗涤1~2次，洗涤后之废乙醇则进行蒸馏回收，第2~3次洗涤液则可供套用。
（4）干燥、粉碎、并混、包装
CMC经粗粉碎后，在1000升真空耙式干燥器中回收乙醇干燥。分清品种，在重锤式粉碎机中粉碎，精制品通过φ0.35mm之铁筛, 一般品种通过φ0.5mm之铁筛，单批经分析检验，每5~7批在3000升V型混合机中并混均匀成一大批，即包装。每批投料80公斤纤维，约得产品115~120公斤。
2．水媒法工艺
水媒法工艺与有机溶媒法工艺的主要区别在于碱化醚化反应中不加乙醇，制得的产品含杂质多，不易精制，但它生产的产品工艺简单，成本低，可用于一些要求不很严格的应用中如造纸，合成洗涤剂。
（1）原料配比（见表11-9）
表11-9 水媒法生产CMC的配料比
名称精制棉 21.5%NaOH 氯乙酸钠
比例用量 (kg) 1 35 1∶1.95~2.168~75 1∶ 0.95~1.234~42
（2）碱化反应
将精制棉放入捏合机内，开动机器，一面均匀地喷洒碱液，用时15分钟，碱化反应1小时，温度29℃。要适当开顺倒车，促使碱化反应均匀，碱化完后，碱纤维需静置8小时，以降低聚合度。
（3）醚化反应
向碱化后的碱纤维缓缓地投入氯乙酸钠，投酸时间15分钟，反应时间2小时。由于醚化反应是放热反应，温度会逐渐上升，因此醚化反应前1小时温度越低越好，后一小时逐渐加温至50±2℃，中间要适当开顺倒车，使醚化反应均匀。反应结束后即可出料。
（4）成熟
出料后的CMC醚化尚未到终点，须放入车内继续反应8小时，其温度可上升，在80±5℃保持2小时
（5）烘干、粉碎、包装

回复人：xujie,▲ (从事贵金属) 时间：2005-04-03 19:19:00 编辑	5楼
非常感谢各位的定力相住，特别是拍蚊同志，现在大致了解了，就是工艺过程控制方面有什么注意的吗，有时候它有游离纤维，怎么回事呢？

回复人：bene,▲▲ (药物合成初学者) 时间：2005-04-03 23:21:56 编辑	6楼
反应体系粘度较高，搅拌不够充分，反应不够彻底。

回复人：xujie,▲ (从事贵金属) 时间：2005-04-05 19:10:18 编辑	7楼
我们通常做的FVH6 棉95KG 液碱68.5L 乙醇150L (氯乙酸57KG,加入120 + 60L 分两次) FFH9 棉90KG 液碱83L 乙醇160L (氯乙酸87KG, 加入120 + 60L分两次) 这样的配比合适吗?有没有其他合适的

回复人：admin,★ (论坛管理员-欢迎大家访问化学化工论坛) 时间：2005-04-06 20:39:26 编辑	8楼
你要计算一下你的摩尔用量。如果做深入研究，还是建议查查文献。

回复人：xujie,▲ (从事贵金属) 时间：2005-04-06 20:53:52 编辑	9楼
那能提供点资料吗

回复人：upright,▲ (半道轉行) 时间：2005-06-29 11:52:32 编辑	10楼
我想用羧甲基纖維素作民用型煤粘結劑﹐請問那位前輩﹑高手能提供用最廉價的工藝用農作物桔稈生產﹐也可考慮用造紙廠廢液。應蒙指教﹐萬分感激﹗謝謝﹗ 我的電郵﹕lovepursuer@163.com

得分人：bene-1,Tom81882-1,风月-1,拍蚊-2,

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