羧甲基纤维素钠

羧甲基纤维素钠(carboxymethylcellulose，CMC)，由德国于

1918年首先制得，并于1921年获准专利而见诸于世。此后

便在欧洲实现商业化生产。当时只为粗产品，用作胶体和粘

结剂。1936～1941年，羧甲基纤维素钠的工业应用研究相当

活跃，发明了几个相当有启发性的专利。第二次世界大战期

间，德国将羧甲基纤维素钠用于合成洗涤剂。Hercules公司

于1943年为美国首次制成羧甲基纤维素钠，并于1946年生

产精制的羧甲基纤维素钠产品，该产品被认可为安全的食品

添加剂。

为了解决原料来源之不足，近5年来我国一些科研单位

与企业共同合作，综合利用稻草、地脚棉(废棉)、豆腐渣等试

制生产CIVIC获得成功，生产成本大大下降，这样为CMC工业

生产开辟了一条新的原料来源途径_l J。CIVIC因具有优良的

水溶性与成膜性等特性，广泛应用于石油、地质、日化、轻工、

食品、医药等工业中，被誉为“工业的味精”。1989年4月化

工部将CIVIC列为“新领域精细化工‘八五’规划产品”l2J。

目前，CMC的研究与开发，主要着重现有生产技术的改

造与工艺的革新，以及独特性能的CMC新产品的合成。

1 CMC的结构特性

羧甲基纤维素是一种水溶性纤维素醚，通常具有实用价

值是它的钠盐。所以通常CMC就指羧甲基纤维素钠。它的

基本水分子结构见图1。

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图1 羧甲基纤维素钠水分子结构

CIVIC通常是由天然纤维素与苛性碱及一氯醋酸反应后

制得的一种阴离子型高分子化合物，分子量6 400(±1 000)。

主要的副产物是氯化钠及乙醇酸钠。CMC属于天然纤维素

改陛。目前联合国粮农组织(FAO)和世界卫生组织(WHO)

已正式称它为“改性纤维素”l3J。

衡量CMC质量的主要指标是取代度( )和粘度。一般

DS不同则CMC的性质也不同；取代度增大，溶液的透明度

及稳定性也越好。据报道，CIVIC取代度在0，7～1．2时透明

度较好，其水溶液粘度在pH值为6～9时最大l4]。为保证其

质量，除了选择醚化剂外，还必须考虑影响取代度和粘度的

一些因素，例如碱与醚化剂之间的用量关系、醚化时间、体系

作者简介牛生洋(1976一)，男，甘肃张掖人，硕士，助教，从事食品科学

教学与研究工作。

收稿日期2006-05．12

含水量、温度、DH值、溶液浓度及盐类等_5J。

2 aMC的应用进展

2．1 CMC在食品工业中的应用 FAO和WH O已批准将纯

CMC用于食品，它是经过很严格的生物学、毒理学研究和试

验后才获得批准的，国际标准的安全摄入量(ADI)是25

mg／(kg·d)，即大约每人1．5 g／a。曾有报道说，有人试验摄入

量达到10 kg也未有毒性反应_6J。

CIVIC在食品应用中不仅是良好的乳化稳定剂、增稠剂，

而且具有优异的冻结、熔化稳定性，并能提高产品的风味，延

长贮藏时间_7J。在豆奶、冰淇淋、雪糕、果冻、饮料、罐头中的

用量约为1％ ～15％。CMC还可与醋、酱油、植物油、果汁、肉

汁、蔬菜汁等形成性能稳定的乳化分散液，其用量为0。2％ ～

5％。特别是对动、植物油、蛋白质与水溶液的乳化性能极为

优异，能使其形成性能稳定的匀质乳状液。因其安全可靠性

高，因此，其用量不受国家食品卫生标准ADI限~mjI8J。CMC

在食品领域不断被开发，近年来，在葡萄酒生产中应用羧甲

基纤维素钠的研究也已开展_9J。

2。2 CMC在医药行业的用途在医药工业中可作针剂的

乳化稳定剂、片剂的粘结剂和成膜剂_l 。有人经基础及动

物实验证明CMC是安全可靠的抗癌药载体_ll 11。用CMC作

膜材料，研制的中药养阴生肌散的改造剂型— —养阴生肌

膜，能用于皮肤磨削手术创面和外伤性创面。动物模型研究

表明，该膜防止创面感染，与纱布敷料无明显差异，在控制创

面组织液渗出与创面快速愈合上，此膜明显优于纱布敷料，

并有减轻术后水肿和创面刺激作用l】 。用聚乙烯醇与羧甲

基纤维素钠及聚羧乙烯以3：6：1的比例制成的膜剂为最佳

处方，粘附性及释放速率均增加，在增加粘膜粘附缓释膜剂

的粘附力，延长制剂在口腔内的滞留时间及制剂中药物的药

效都有明显提高_l 。

丁哌卡因为强效局部麻醉药，但它中毒时有时可产生较

为严重的心血管副反应，故临床上在广泛应用丁哌卡因的同

时，对其毒性反应的防治研究一直较为重视。药剂研究显

示，CIVIC作为缓释物质与丁哌卡因溶液进行配制可显著降低

药物的副作用。在PRK手术中，采用低浓度地卡因与非甾体

类抗炎药联合CMC可明显缓解术后疼痛_l引。预防腹部手术

后腹膜粘连、减少肠梗阻的发生是临床外科最关注的问题之

一

。有研究表明，CMC减轻术后腹膜粘连程度的作用明显优

于透明质酸钠，可作为一种有效的方法来防止腹膜粘连的发

生_l 。CMC用于治疗肝癌的导管肝动脉灌注抗癌药(11H )

中，可以明显延长抗癌药在肿瘤的滞留时间，增强抗肿瘤的

能力，提高治疗效果_l 。

在动物医学上，CMC也有广泛的用途_l 。有报道指出，

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34卷15期 牛生洋等羧甲基纤维素钠的应用进展 3575

向母羊腹腔内滴注1％CMC溶液来预防家畜难产、生殖道手

术后发生腹部粘连有显著效果_l 。

2．3 CIVIC在其他工业中的应用在洗涤剂中，CMC可用作

抗污垢再沉积剂，尤其是对疏水性的合成纤维织物的抗污垢

再沉积效果，明显优于羧甲基纤维。CMC在石油钻探中可用

于保护油井作为泥浆稳定剂、保水剂，每口油井的用量为浅

井2 3t，深井5 6t[17]。

在纺织工业中用作上浆剂、印染浆的增稠剂、纺织品印

花及硬挺整理。用于上浆剂能提高溶解性及粘变，并容易退

浆[1sl；作为硬挺整理剂，其用量在95％以上；用于上浆剂，浆

膜的强度，可弯曲性能明显提高l1 。

用再生丝心蛋白和羧甲基纤维素构成的复合膜作为固

定葡萄糖氧化酶的基质，固定葡萄糖氧化酶和羧酸二茂铁

(或7，7，8，8．四氰代二甲基苯醌，TCNQ)制成的葡萄糖生物传

感器具有较高的灵敏度与稳定性 J。研究表明，用浓度为

1．O％(w／v)左右的CMC溶液调制硅胶匀浆时，制得的薄层

板的色谱性能最佳，同时，这种在优化条件下涂制的薄层板

具有适当的层强度，适用于各种加样技术，方便于操作l15,21 J。

CMC对大多数纤维均有粘着性，能改善纤维间的结合，

其粘度的稳定性能确保上浆的均匀性，从而提高织造的效

率。还可用于纺织品的整理剂，特别是永久性的抗皱整理，

给织物带来耐久性的变化l183。CMC可用作涂料的防沉剂、

乳化剂、分散剂、流平剂、粘合剂，能使涂料的固体份均匀地

分布于溶剂中，使涂料长期不分层，还大量应用于油灰中_l 。

CMC用作絮凝剂在除去钙离子方面比葡萄糖酸钠更有效，用

作阳离子交换时，其交换容量可达1．6 ml／gE 。CMC在造纸

行业用作纸张施胶剂，可明显提高纸张的干强度和湿强度及

耐油性、吸墨性和抗水性。在化妆品中作为水溶胶，在牙膏

中用作增稠剂，其用量在5％左右_2 。

CMC可作为絮凝剂、螯合剂、乳化剂、增稠剂、保水剂、上

浆剂、成膜材料等，还广泛应用于电子、农药、皮革、塑料、印

刷、陶瓷、E1用化工等领域，而且由于其优异的性能和广泛的

用途，还在不断地开拓新的应用领域，市场前景极为广阔，潜

羧甲基纤维素（CMC ）是纤维素的羧甲基团取代产物，相当于连了个【CH2COOH】；　CMC 的主要化学反应是纤维素和碱生成碱纤维素的碱化反应以及碱纤维素和一氯乙酸的反应。

　[C6H7O2(OH) 2ONa ] n + nClCH2COONa →[C6H7O2(OH) 2OCH2COONa ] n + nNaCl

羟甲基纤维素是纤维素中葡萄糖在碱性条件下【醚化】，相当于连接了【CH3- CH(CH3)2】等基团，分子式见图：

cmc是羧甲基纤维素。

羧甲基纤维素（英文：Carboxymethyl Cellulose，简称CMC）是一种常用的食品添加剂，其钠盐（羧甲基纤维素钠）常用作黏稠剂、糊料。

羧甲基纤维素被称为工业味精，大量使用在工业生产中，为各种生产领域带来巨大使用价值。羧甲基纤维素是一种粉末状物质， 无毒，但是很容易溶解在水中，冷水热水都易溶，不过不溶于有机溶剂，溶解后会变成有粘性的液体，不过粘性会因为温度的上升而下降。

物理性质

羧甲基纤维素钠（CMC）属阴离子型纤维素醚类，外观为白色或微黄色絮状纤维粉末或白色粉末，无臭无味，无毒；易溶于冷水或热水，形成具有一定粘度的透明溶液。溶液为中性或微碱性，不溶于乙醇、乙醚、异丙醇、丙酮等有机溶剂，可溶于含水60%的乙醇或丙酮溶液。

有吸湿性，对光热稳定，粘度随温度升高而降低，溶液在pH值2～10稳定，pH低于2，有固体析出，pH值高于10粘度降低。变色温度227℃，炭化温度252℃，2%水溶液表面张力71mn/n。

以上内容参考 百度百科-羧甲基纤维素

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