羧甲基纤维素钠生产技术

1、150030000t/a羧甲基纤维素钠生产技术 发布时间：2005-09-26 15:49:03【小中大字体】【评论】浏览：934次羧甲基纤维素钠简介    羧甲基纤维素钠（NaCMC或简称CMC）是一种水溶性纤维素醚，可使大多数常用水溶液制剂粘度在几cP到几千cP之间变化。NaCMC的简化分子式如下：    Cell-O-CH2-COONa    NaCMC由一氯乙酸与碱纤维素相互反应而得。碱纤维素本身是由纤维素与氢氧化钠反应产生的。碱纤维素的步骤对于简化醚化剂与纤维素链之

2、间的反应是必须的。取代度（DS）和聚合度（DP）是各等级NaCMC的典型指标。1.取代度和溶解性    取代度指连接在每个纤维素单元上的羧甲基钠基团平均数量。纤维素分子上的葡萄糖酐有三个醇基：一个伯醇，两个仲醇。三个醇基都能与氯乙酸钠发生反应。伯醇基团反应活性最大，因此取代基首先会取代此基团使反应物分子变长。取代度的最大值是3，但是在工业上用途最大的是取代度在0.5到1.2之间变化的NaCMC。    取代度为0.2-0.3的NaCMC与取代度为0.7-0.8的NaCMC的特性存在着很大的区别。前者只是部分溶于PH

3、值为7的水，但后者是可完全溶解的。在碱性条件下情况正好相反。2.聚合度和粘度    聚合度指纤维素链的长度，决定着粘度的大小。纤维素链越长粘度越大，NaCMC溶液也是如此。    NaCMC分子呈现出线性结构，因此能够形成高粘度溶液。粘度反映了分子间的相互作用力。    因此，选择聚合度不同的产品，制成1%的NaCMC水溶液，在25时，粘度在几cP到几千cP之间。3.粘度改变NaCMC水溶液的浓度可获得粘度高度变化的溶液。涉及NaCMC的粘度时，有三个因素必须考虑：l 溶液浓

4、度l 测量时的温度l 所使用的粘度计的类型    很显然，浓度或温度的变化可以改变最终溶液粘度。NaCMC溶液是非牛顿液体，当剪切力增强时其表观粘度降低。在搅拌停止后，粘度成比例增加直到保持稳定。也就是说，溶液具有触变性。这是非常重要的现象，在搅拌前和搅拌后，NaCMC溶液粘度变化很大。因此严格按照制造商推荐的测量方法进行测量是非常重要的。    NaCMC作为吸水性胶体，具有所有胶体的特性。此外NaCMC溶液还可用于粘合剂，胶化剂，稳定剂和分散剂以及成膜剂。羧甲基纤维素钠的特性1.温度的影响  

5、;  干态的NaCMC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NaCMC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    NaCMC是一种具有较强酸性的酸。如果用强酸处理NaCMC，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

6、内，可以向水溶液中添加少量的酸，而不引起溶解性的变化。3.盐的影响    某些金属盐与NaCMC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。NaCMC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    NaCMC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NaCM

7、C溶液中加入一定百分比的水溶性有机溶剂（通常是30-40%），例如：l 丙酮l 甲醇或乙醇l 二恶烷l 乙二醇乙酸酯5.含水量    是一种易潮湿的物质。放置在空气中，干燥的NaCMC吸收12%-25%的水分（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，NaCMC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。本工艺可生产两种NaCMC    纯净级（PCMC）NaCMC含量很高，只含有少量的盐。    工业级（TCMC）

8、含有一定比例碱性盐和中性盐的反应副产品。纯净级和工业级的NaCMC有几种型号，其外观、活性物质的浓度、取代度和粘度有所不同。 NaCMC的应用领域    NaCMC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。通过调节NaCMC的以下特性，产品可以适应各种不同的用途：l 活性物质浓度（纯度）l 粘度l 取代度l 使用剂量l 产品使用的应用条件 1.洗涤剂NaCMC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

9、发生这样的情况。它可以稳定泡沫，保护双手。NaCMC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。NaCMC也可用作增稠剂，稳定剂，肥皂和洗衣粉的粘合剂和增塑剂。2.钻探NaCMC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。NaCMC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。3.涂装NaCMC对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a) 表面处理l 纸板和轻纸板的表面处理l 涂层纸板的表面处理l 胶版纸的表面处理l 改善上述纸张的技术特性l 改善淀粉成膜构造l 抗迁

10、移效果l 硅化纸l 耐油牛皮纸l 可再生纸l 用于咖啡和茶包装的特种纸l 其他特种纸b) 涂料l 保水l 粘合性l 改善荧光增白剂的效果l 加入到原料中，可以改进纸张的机械特性。5.建筑材料由于NaCMC的塑化性，通常用于传统的石膏料。它也减慢了硬化过程，因此混合后可以延长石膏的使用时间。6.纺织品NaCMC是棉花、人造丝、亚麻布、黄麻和羊毛以及人造纤维的良好的上浆剂。它可涂在沙布上，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。NaCMC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。某些品种的NaCMC也是某些浆料非常有效的增厚剂。7.壁纸

11、浆糊NaCMC很适合粘贴壁纸。这种糊剂很容易制备和使用。它不容易污染壁纸或使之退色，粘着效果很好。8.壁纸用于印刷壁纸时，NaCMC是良好的颜料粘合剂。9.制陶NaCMC用于釉质的粘合剂和增稠剂。也用于陶瓷泥坯的粘合剂和塑化剂。10.食品工业NaCMC在食品工业有很多应用：它是冰激凌的稳定剂，果酱和果冻、果脯等的增稠剂。它用于糖，果汁，食品，面包，冷冻食品，罐头食品，速食食品，饮料等等。NaCMC广泛用于大部分的牛饲料，鸡饲料，宠物饲料，鱼饲料中。11.制药NaCMC在多种药剂中用作赋形剂。对于某些乳剂和悬浮液，它可作为极好的稳定剂，也用于软膏的基料和各种抗生素的载体。在片剂、糖衣以及眼/耳/

12、鼻滴剂中也很常用。12.化妆品NaCMC用作牙膏增稠剂，用于护肤霜和洗发膏，沐浴液和香波。13.电极专用于电极应用的NaCMC，在挤出时加入镀层电极化合物中作为粘合剂，塑化剂，整理剂。14.农业杀虫剂和杀菌剂NaCMC在杀虫剂和杀菌剂中用作增稠剂和稳定剂。采用飞机喷洒时，它可以延长药效。15.清洁用品NaCMC良好的增稠性、稳定性和成膜性使之成为许多清洁用品不可缺少的成分。16.乳剂/悬浮液在许多乳剂和悬浮液中，NaCMC作为增稠剂。它有某种乳化性，特别适用于矿物油。由于这些特性，它也能用在悬浮聚合中。17.其他应用领域n 制造防火产品n 生产牲畜饲料和兽医产品（活性粒子悬浮剂）n 石墨悬浮剂

13、（润滑剂）n 水处理n 粉笔和铅笔芯n 矿物或植物纤维的喷涂涂饰剂（NaCMC作为粘合剂）n 铸造型芯的制备n 洗衣粉n 苛性苏达清洁剂的增稠这只是NaCMC应用领域中的一小部分，更多可能的应用正在研究中。  商业前景    近几年NaCMC特别是PCMC的价格和需求呈现稳定的增长。而TCMC的价格相对保持稳定。       全世界NaCMC的总产量约32万吨。包括157000吨/年TCMC和162000吨/年PCMC(2000年的数据)。PCMC的生产规模仍然无法满足不断增

14、长的市场需求。    西欧、美国和日本是最大的市场，占世界市场总额的75%。据估计在这些区域2005年以前的年增长率为2%。    其他地区的市场增长预计为3%以上，主要表现在亚洲，南美，中东市场的增长。这也是为什么CMC和纤维素醚类物质虽然早已成为日常用品，而市场仍然不断增长的原因。    处于经济快速增长期的中国，目前CMC产品正在以10%的年增长率发展。欧洲2亿人口每年消耗CMC在20万吨，预计中国在近5年内需求会增长到8-10万吨，市场前景还是比较乐观。本项目的产品具

15、有高附加值、成长性良好的市场。 本技术NaCMC产品等级    该工艺的最大特色之一是可以生产的多种NaCMC，有非常高的生产灵活性。TCMCDS值：0.3-1.3pH值：6.5-12（可调）粘度：10-10000cP（2%的溶液，25，布氏粘度计）纯度：55%80%（取决于配方或添加剂）PCMC DS值：0.6-1.3pH值：6.5-8（可调）粘度：10-5000cP（1%的溶液，25，布氏粘度计）纯度：>=99.5%（可达到99.8%或更高）关于纯度，可以通过调整配方/工艺或混合不同的成品来得到介乎二者之间的量。成品粘度主要由使用纤维素的种类预先规定。可实现的生产规模    以上所述的工艺可适用于1500吨/年30000吨/年的生产规模。关键设备的最优组合是影响生产规模重要因素。同时也取决于项目的位置和目标，并非任意的产量都有可行性。特别是对于超过10000吨/年的大规模的项目来说，通常是由多个较小单元组合起来以达到目标产量。原材料需求n 木浆纤维素n 棉绒纤维素n 氢氧化钠溶液n H2O2溶液n 乙酸n 乙醇主要生产设施1. 乙醇存储和配料2. 钠碱液存储和配料