羧甲基淀粉鈉(簡稱CMS)是一種無毒、無味、白色或微黃色粉末狀固體，易吸 潮，不溶于醇和醚，常溫下溶于水形成膠體狀溶液，它在堿性或弱酸性溶液中穩(wěn)定。 CMS通常是由淀粉與氯乙酸或其鈉鹽在堿性條件下反應(yīng)而成，其分子單元結(jié)構(gòu)與羧甲 基纖維素(簡稱CMC)相同，性狀也很相似，因而在許多領(lǐng)域有相同或相似的使用性能 和效果。但由于淀粉來源廣、成本低于漂白纖維素，生產(chǎn)時(shí)醚化劑用量少，工藝較簡 單，加之該產(chǎn)品優(yōu)良的水溶性、膨脹性、分散乳化性及穩(wěn)定性等，在應(yīng)用上現(xiàn)已遠(yuǎn)遠(yuǎn) 勝過了羧甲基纖維素，是一種很有開發(fā)前景的精細(xì)化工產(chǎn)品。本文介紹了CMS的制備 方法、應(yīng)用及國內(nèi)生產(chǎn)情況，并對該產(chǎn)品的市場前景作了簡要分析。
2CMS的制備方法CMS的制備方法主要有水媒法、有機(jī)溶媒法和干法三種。
2.1水媒法水媒法工藝的主要特點(diǎn)是用水作為反應(yīng)介質(zhì)。此法在制取取代度(DS)低于0.2的產(chǎn) 品時(shí)，由于產(chǎn)物不溶于水，可直接獲得顆粒狀產(chǎn)品。而當(dāng)制備產(chǎn)品的取代度大于0.2 時(shí)，由于產(chǎn)物可溶于水，反應(yīng)終了需先用硫酸鈉或氯化鈉使CMS鹽析出來，再用乙醇 洗滌，醇洗后析出物變得疏脆。水媒法所獲產(chǎn)品含鹽低，但操作繁雜，醚化劑利用率 低，產(chǎn)率也不高。
2.2有機(jī)溶媒法(或稱有機(jī)溶劑法）
有機(jī)溶媒法工藝的主要特點(diǎn)是，淀粉在堿化及醚化反應(yīng)中，均用低碳醇(如甲醇、 乙醇、異丙醇等)作為溶劑及媒介，且反應(yīng)物料始終為顆粒狀，有利于后處理。用該法 生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量高，但溶劑消耗大、成本高。
2.3干法干法是將淀粉、固體氫氧化鈉、氯乙酸及催化劑按比例投入到類似球磨機(jī)或干粉 混合器的反應(yīng)設(shè)備中混勻加熱，并向干粉中噴灑適量的水，由于反應(yīng)始終處于粉末狀 態(tài)，故名干法。該法工藝過程簡單、反應(yīng)條件溫和、操作簡便、反應(yīng)器空間利用率 高、工時(shí)短、能耗低、無三廢排放，是一種經(jīng)濟(jì)高效的生產(chǎn)工藝。但在固相體系中試 劑小分子很難滲透到淀粉的顆粒內(nèi)部，因此產(chǎn)物的取代度一般不高，且取代基僅分布 于顆粒表面。
雖然CMS的制備方法有多種，但每種方法的合成機(jī)理都大致相同，需要注意的是，CMS的質(zhì)量與淀粉的品種、含水率等關(guān)系極大，因此無論采用哪種方法生產(chǎn)都必 須確保淀粉質(zhì)量的相對穩(wěn)定。
3CMS的應(yīng)用CMS作為增稠劑、乳化劑、填充劑、穩(wěn)定劑、粘合劑等已廣泛應(yīng)用于食品、紡 織、印染、日用化工、造紙、醫(yī)藥、冶金選礦、石油鉆井和涂料等行業(yè)之中。
3.1食品工業(yè)CMS作為穩(wěn)定劑用于冰淇淋和冷飲食品，也可作增稠劑添加于各食品中。由于 CMS溶液具有優(yōu)越的膠體性能，可用于食品罐頭密封膠的制備；在飲料和乳制品中適 量加入，可增加稠度及細(xì)膩性；用于面包及餅干中，可使質(zhì)地疏松并延長保存期。
3.2 醫(yī)藥工業(yè)CMS作為血液擴(kuò)張劑，主要用于大量失血時(shí)以補(bǔ)充血液體積，維持血壓，改善血 液循環(huán)作用，節(jié)約全血用量，也可作燒傷、外傷和因失血過多而引起的休克病人急救 之用；作為片劑的賦形劑及崩解質(zhì)，可克服用淀粉壓片時(shí)的缺點(diǎn)并使崩解時(shí)間縮短。 作為制藥業(yè)的新秀，CMS現(xiàn)在又開始用作藥物的乳化劑及懸浮劑。
3.3紡織工業(yè)CMS可配制成各種纖維織物的上漿劑。CMS作為織物上漿劑，既能夠克服淀粉作 為上漿劑時(shí)的滲透性差，穩(wěn)定性不好，漿硬而脆，不易退漿的缺點(diǎn)，又能克服CMS作 上漿劑時(shí)成本高，織物表面粗糙，斷頭多，生產(chǎn)環(huán)境差等缺點(diǎn)，適合織機(jī)高速化和織 物高檔化的要求，而且因其退漿性好，且有優(yōu)良的吸水性和分散性，還有利于后道工 序的漂白及染色。
3.4 石油工業(yè)CMS用作鉆井泥漿的降失水劑，具有熱穩(wěn)定性好，降失水性優(yōu)良，抗鹽能力較強(qiáng) 的性能。
3.5造紙工業(yè)CMS可作紙漿勻化劑和紙張表面施膠劑。在紙張中添加0.2%的CMS可提高抗張力50〇/〇。
3.6印染工業(yè)CMS用作染料、助染劑的載體糊料，或配制成色漿料。此外，CMS還廣泛用作洗 滌劑的功能助洗劑、粘合劑及粘合組份，還用于煤漿或油煤混合燃料降粘劑，重金屬 離子螯合劑、吸收劑、絮凝劑，成膜材料成份及化妝品組份等。
4CMS的國內(nèi)生產(chǎn)情況及市場前景分析國外早在60年代已具有CMS的規(guī)模性生產(chǎn)裝置，并應(yīng)用到各個(gè)領(lǐng)域。我國對CMS 的研制開始于80年代中期。近年來，在北京、河南、江蘇、河北、上海、天津、四 川、遼寧等省市已有廠家批量生產(chǎn)。生廠家有北京好潔力化工公司，江蘇南京雙閘化 工廠，江蘇揚(yáng)中市江島精細(xì)化工廠，河南新鄉(xiāng)第一化工廠，重慶江南纖維素廠，漯河 精細(xì)化工廠，遼寧營口第二藥廠，北京制藥廠，上海長征制藥廠等。
目前。國內(nèi)CMS生產(chǎn)規(guī)模小，品種少，產(chǎn)量不足萬噸，還沒有形成系列產(chǎn)品，尤 其是高取代度和高粘度CMS的生產(chǎn)幾乎還是空白，從而制約了CMS應(yīng)用領(lǐng)域的發(fā)展。 除作為油田助劑、洗滌助劑和造紙助劑外，其它領(lǐng)域的應(yīng)用還處于起步階段或待開發(fā) 階段。近年來，CMC由于纖維素資源短缺，生產(chǎn)成本高，加之市場需求量日趨增長， 市場產(chǎn)品價(jià)格不斷上漲，已達(dá)6000元/t?7500元/t，而CMS由于主要生產(chǎn)原料淀粉來源 豐富、價(jià)格低廉、市場售價(jià)僅為4000元/t?4500元/t。除此之外，同CMC相比，CMS還 具有以下兩方面的優(yōu)勢：①，CMS因結(jié)構(gòu)上的特性，一般比CMC易溶于水，其水溶液 的粘度較CMC穩(wěn)定，易被人體吸收，還可進(jìn)行交聯(lián)、聚合，氧化等多種途徑改性，因 而它比CMC用途為廣泛；②CMS的生產(chǎn)屬于淀粉深加工項(xiàng)目，生產(chǎn)均采用能用化工定 型設(shè)備，而且淀粉較棉纖維比重大，聚合度小，因此不需專門的堿化工序，工藝操作 簡單，設(shè)備利用率高，反應(yīng)時(shí)間短，建設(shè)裝置生產(chǎn)投資少、上馬快。再從市場需求方 面來看，CMC市場變化也促進(jìn)了CMS的生產(chǎn)和發(fā)展，也使CMS的需求量不斷擴(kuò)大。據(jù) 有關(guān)部門預(yù)測，到“九五”末，用于油田助劑的CMS年需求量可達(dá)到2萬t;洗衣粉行 業(yè)CMS的年需求量將達(dá)到1.0萬t?1.5萬t，加上在造紙、紡織、印染、制藥、增稠劑、 粘合劑、吸收劑等行業(yè)需求量的不斷擴(kuò)大，預(yù)計(jì)“九五”末，CMS的國內(nèi)總需求量將 達(dá)到5萬t?？梢姀腃MS發(fā)展趨勢和潛力來看，市場前景十分廣闊。