羧甲基纖維素鈉（carboxymethylceilulose CMC)由德國于1918年首先制得，并于1921年 獲準專利而見諸于世。此后便在歐洲實現商業(yè)化 生產。當時只為粗產品，用作膠體和黏結剤。 1936?1941年，羧甲基纖維素鈉的工業(yè)應用研 究相當活躍，發(fā)表了幾個相當有啟發(fā)性的專利。 第二次世界大戰(zhàn)期間，德國將羧甲基纖維素鈉用 于合成洗漆劑。Hercules公司于1943年為美國首 次制成羧甲基纖維素鈉，并于1946年生產精制的 羧甲基纖維素鈉產品，該產品被認可為安全的食 品添加劑。

　　

　　CHjOCHjCOONa^H^CMC通常是由天然纖維素與苛性堿及一氯醋 酸反應后制得的一種陰離子型高分子化合物。相 對分子量6400 ( ±1000)。主要的副產物是氯化 鈉及乙醇酸鈉。CMC屬于天然纖維素改性。目前 聯合國糧農組織（FA0)和世界衛(wèi)生組織 (WHO)已正式稱它為“改'性纖維素” 。

　　

　　衡量CMC質量的主要指標是取代度（D.S) 和黏度。一般DS不同則CMC的性質也不同；取 代度增大，溶液的透明度及穩(wěn)定性也越好。據報 道，CMC取代度在0.7?1.2時透明度較好，其 水溶液黏度在pH為6?9時最大w。為保證其質 量，除了選擇醚化劑外，還必須考慮影響取代度 和黏度的一些因素，例如堿與醚化劑之間的用量 關系，醚化時間、體系含水量、溫度、pH值、溶 液濃度及鹽類等[3]。

　　

　　2CMC的生產狀況CMC的制法，自1921年專利文獻發(fā)表以來， 盡管具體工藝有所改革，但反應物質并沒有很大 的變更。在許多情況下，堿水溶液有機淤漿法已 取代了高固份撕碎法（shredding procedures)。只 要控制適當，淤漿法通常會產生更為均勻的產 物⑷。

　　

　　通常CMC游漿法生產，采用短鏈的醇、酮或 混合溶劑，如乙醇、丙醇、丁醇、丙酮、或乙醇 /丙酮作為稀釋劑，以改善多相醚化反應的均勻 性。由于丁醇類來源不易和乙醇易引起堿纖維素 的水解，因此多數采用異丙醇作為反庖的稀釋 劑。目前，CMC的i業(yè)化生產主要有以下三種方 法：水媒法、溶媒法和溶液法。

　　

　　2.1水媒法水媒法是以水溶液為反應介質。它是最早的 工業(yè)生產方法。盡管此法比較古老，兼有某些缺 點，但其工藝流程和設備較為簡單，因此，石油 工業(yè)、紡織工業(yè)及洗滌劑的普通產品仍用此法生 產。

　　

　　將纖維素在攪拌下與堿液充分混和進行堿 化，然后加入氣醋酸鈉并升溫醚化，再經保溫、 熟化、烘干、粉碎等步驟，即可得到產品。

　　

　　2.2溶媒法溶媒法又稱有機溶劑法，由反應過程中使用 有機溶劑為反應介質而得名。不過，這些有機溶 劑既不參與反應，也非纖維素真正溶劑，而僅為 反應的稀釋劑。

　　

　　溶媒法制CMC,有機稀釋劑的作用是使纖維 素的堿化和醚化在淤漿中進行。它們能促進藥液 對纖維素的擴散和滲透，加快反應速度，提高主 反應速率及產物的均勻性、透明度和溶解度性 質。實際上溶媒法與水媒法相類似，只是溶媒法 先將纖維素分散于有機稀釋劑中t然后在同一設 備里先加堿液進行堿化，再加氯醋酸鈉液進行醚 化。最后經離心、洗滌、烘干并粉碎而成產品。

　　

　　溶媒法中，按反應中稀釋劑的用量，又可分 為面團法（dough pmcess )和歡衆(zhòng)法（sitaiy process)。前者又稱捏和法，后者又叫懸浮法。

　　

　　面團法所用稀釋劑的用量僅為纖維素重量的 1?2,5倍，借助捏和擠壓生產CMC。這種做法 纖維素難以充分潤脹和均勻地反應，只能生產較 低級別的產品。

　　

　　游漿法的工藝特點是采用纖維素用量的10 倍、20倍乃至30倍的稀釋劑，使物料在反應中 呈懸浮狀而趨于半均相狀態(tài)，從而提高反應的穩(wěn) 定性與均勻性，使產品的級別大為提高[5]。

　　

　　游槳法工藝之目的$于改善醚化反應的均勻 性，以最大限度減少CMC產物中游離纖維的含 量。為此，在實際生產中，必須進行纖維素原 料、稀釋劑種類及用量等的最佳選擇，通常選用 經磨碎至〇。8mm大小的纖維素原料，并采用10 ?15倍劑量的異丙醇為稀釋劑，以提高反應的均 勻性和氯醋酸的利用率1<]。

　　

　　2.3溶液法CMC的溶液法制備——均相法新工藝，是早 期纖維素均相衍生化的重要內容之一。早在1977 年，便有報道在DMS0/PF溶劑體系中，用鈉纖 維素與溴醋酸甲酯反應制取低取代度的CMCm。 盡管可溶解纖維素又不使纖維素本身發(fā)生變化的 溶劑并不多，但近年來新溶劑體系仍不斷涌現， 這促進了均相醚化反應的研究和開發(fā)。由于溶劑 回收和經濟上的原因，均相法仍處于實驗室研究 階段。

　　

　　為了解決原料來源之不足，近五年來我國一 些科研單位與企業(yè)共同合作，綜合利用稻草、地 腳棉（廢棉）、豆腐渣等試制生產CMC獲得成 功，生產成本大大下降，這樣為CMC工業(yè)生產開 辟了一條新的原料來源途徑[8]。CMC因具有優(yōu)良 的水溶性與成膜性等特性，廣泛應用于石油、地 質、日化、輕工、食品、醫(yī)藥等工業(yè)中，被譽為 “工業(yè)的味精”。1989年4月化工部曾將CMC列 為“新領域精細化工‘八五’規(guī)劃產品”W。

　　

　　總之，CMC的制法現已趨于成熟和定型化。 目前，CMC的研究與開發(fā)，主要著重現有生產技 術的改造與工藝的革新，以及獨特性能的CMC新 產品的合成。

　　

　　3CMC的應用研究3.1CMC在食品工業(yè)中的應用聯合國糧農組織（FAO)和世界衛(wèi)生組織 (WHO)已批準將純CMC用于食品，它是經過了 很嚴格的生物學、毒理學研究和試驗后才可獲得 批準的，國際標準的安全攝人量（AD1)是 25mg/kg體重/日，即大約每人一天約1.5g。曾 有報道說，有人試驗攝人量達到lOg/kg體重也未 有毒性反應[w5。

　　

　　CMC在食品應用中不僅是良好的乳化穩(wěn)定 劑、增稠劑，而且具有優(yōu)異的凍結、熔化穩(wěn)定并能提高產品的風味，延長C藏時間[11、在 豆奶、冰琪淋、雪糕、果凍、飲料、罐頭中的用 量約為1%?15%a CMC還可與醋、醬油、植物 油、果汁、肉汁、蔬菜汁等形成性能穩(wěn)定的乳化 分散液，其用量為0.2%?5%。特別是對動、植 物油、蛋白質與水溶液的乳化性能極為優(yōu)異，能 使其形成性能穩(wěn)定的勻質乳狀液。因其安全可靠 性高，因此，其用量不受國家食品衛(wèi)生標準ADI 限制[12]。羧甲基纖維素鈉在食品領域的用途不斷 被開發(fā)，近年來，在葡萄酒生產中應用羧甲基纖 維素鈉的研究業(yè)已開展％。

　　

　　3.2CMC在醫(yī)藥行業(yè)用途在醫(yī)藥工業(yè)中可作針劑的乳化穩(wěn)定劑、片劑 的黏結劑和成膜劑有人經基礎及動物實驗證 明羧甲基纖維素鈉（CMC)是安全可靠的抗癌藥 載體111、用CMC作膜材料，研制的中藥養(yǎng)陰生 肌散的改造劑型一養(yǎng)陰生肌膜，能用于皮膚磨削 手術創(chuàng)面和外傷性創(chuàng)面。動物模型研究表明，該 膜防止創(chuàng)面感染，與紗布敷料無明顯差異，在控 制創(chuàng)面組織液滲出及創(chuàng)面快速愈合上，此膜明顯 優(yōu)于紗布敷料，并有減輕術后水肸和創(chuàng)面刺激作 用[16]。用聚乙烯醇與羧甲基纖維素鈉及聚羧乙烯 以3 : 6 : 1的比例制成的膜劑為最佳處方，附性 及釋放速率均增加，在增加黏膜黏附緩釋膜劑的 黏附力，延長制劑在口腔內的滯留時間及制劑中 藥物的藥效都有明顯提髙[17]。

　　

　　丁哌卡因為強效局部麻醉藥，但它中毒時有 時可產生較為嚴重的心血管副反應，故臨床上在 廣泛應用丁哌卡因的同時，對其毒性反應的防治 研究一直較為重視。藥劑研究顯示，用羧甲基纖 維素鈉作為緩釋物質與丁哌卡因溶液進行配制可 顯著降低藥物的副作用[11]。在PRK手術中，采 用低濃度地卡因與非甾體類抗炎藥聯合羧甲基纖 維素鈉可明顯緩解術后疼痛[19]。預防腹部手術后 腹膜粘連，減少腸梗阻的發(fā)生是臨床外科最關注 的問題之一。有研究表明，CMC減輕術后腹膜粘 連程度的作用明顯優(yōu)于透明質酸鈉，可作為一種 有效的方法來防止腹膜黏連的發(fā)生[201。CMC用 于治療肝癌的導管肝動脈灌注抗癌藥（THAI)治 療法中，可以明顯延長抗癌藥在腫瘤的滯留時 間，增強了抗腫瘤的能力，提髙了治療效果[191。

　　

　　在動物醫(yī)學上，CMC也有廣泛的用途[16]。 有報道指出，向母羊腹腔內滴注1%CMC溶液來 預防家畜難產生殖道手術后發(fā)生腹部黏連有顯著 效果[2〇]。

　　

　　3.3 CMC在其他工業(yè)中的應用在洗滌劑中，CMC可用作抗污垢再沉積劑， 其污穢擴散能力，尤其是對疏水性的合成纖維織 物的抗污垢再沉積效果，明顯優(yōu)于羧甲基纖維。 CMC在石油鉆探中可用于保護油井作為泥漿穩(wěn)定 劑、保水劑，每口油井的用量為淺井2?3噸， 深井5?6噸[2|]。

　　

　　在紡織工業(yè)中用作上漿劑、印染漿的增稠 劑、紡織品印花及硬挺整理，用于上漿劑能提高 溶解性及黏變，并容易退漿[w]。作為硬挺整理 劑，其用量在95%以上。用于上漿劑，漿膜的強 度，可彎曲性能明顯提髙用再生絲心蛋白和羧甲基纖維素構成的復合 膜作為固定葡萄糖氧化酶的基質，固定葡萄化酶 和羧酸二茂鐵（或7, 7, 8, 8-四氰代二甲基苯 醌，TCNQ)制成的葡萄糖生物傳感器具有較高 的靈敏度與穩(wěn)定性[21]。研究表明，用濃度為 1.0% (W/V)左右的羧甲基纖維素鈉溶液調制 硅膠勻漿時，制得的薄層板的色譜性能最佳，同 時，這種在優(yōu)化條件下涂制的薄層板具有適當的 層強度，適用于各種加樣技術，方便于操 作CMC對大多數纖維均有黏著性，能改善纖維 間的結合，其黏度的穩(wěn)定性能確保上漿的均勻 性，從而提高織造的效率。還可用于紡織品的整 理劑，特別是永久性的抗皺整理，給織物帶來耐 久性的變化[s]。CMC可用作涂料的防沉劑、乳 化劑、分散劑、流平劑、黏合劑。能使涂料的固 體成分均勻地分布于溶劑中，使涂料長期不分 層，還大量應用于油灰中[24]。CMC用作絮凝劑 在除去鈣離子方面比葡萄糖酸鈉更有效，用作陽 離子交換時，其交換容量可達1.6ml/g[25]。CMC 在造紙行業(yè)用作紙張施膠劑，可明顯地提高紙張 的干強度和濕強度及耐油性、吸墨性和抗水性。 在化妝品中作為水溶膠，在牙膏中用作增稠劑， 其用量在5%左右[26]。

　　

　　CMC作為絮凝劑、螯合劑、乳化劑、增稠 劑、保水劑、上漿劑、成膜材料等多種用途還廣 泛應用于電子、農藥、皮革、塑料、印刷、_ 瓷、日用化工等多種領域，而且由于其優(yōu)異的性 能和廣泛的用途，還在不斷地開拓新的應用領 域。市場前景極為廣闊，潛力巨大。