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纸雕灯箱:三个带 CM 标签的葡萄糖环和一把 DS 刻度尺,标注"DS · 取代度"

如何看懂 CMC 规格书:取代度、粘度、纯度等七项指标

取代度、粘度、纯度、pH、水分、氯化物和粒度:CMC 规格书上七项指标的含义,以及如何比较不同牌号。

森泰技术团队 · · 2 分钟阅读

CMC 的技术数据表(TDS)或规格书上,通常都是同样七项指标:取代度、粘度、纯度、pH、水分、氯化物和粒度。每一项都预示着这个牌号在您的产品里会怎么表现。这是我们 CMC 术语系列的第 3 集:第 1 集理清名称,第 2 集讲作用,这一集教您读懂规格书。

一句话:只有在相同条件下测得的数据(相同浓度、温度、粘度计和计算基准)才能拿来比较不同牌号的 CMC。

观看 45 秒影片

我们的纸雕影片用 45 秒讲完这七项指标。英语旁白,YouTube 上提供南非荷兰语和日语字幕。

1. 取代度(DS)

取代度是纤维素链上每个葡萄糖单元平均带有的羧甲基数量。每个单元有三个羟基,理论上 DS 最高可达 3;商品 CMC 通常在 0.4–1.2 之间。DS 越高,溶解越完全,耐盐、耐硬水和耐酸性越好。例如,酸性乳饮料用的食品级 CMC 取代度在 0.90 以上,一般增稠用的牌号约为 0.75–0.90。

2. 粘度

粘度单位是 mPa·s,与厘泊(cP)相同。数值取决于测试方法:高粘牌号一般以 1% 溶液计,低粘牌号以 2% 溶液计,25 °C、布氏(Brookfield)粘度计、按干基计算。同一种粉在 2% 下的读数远高于 1%,所以只能比较在相同浓度、温度、转子和转速下测得的数值。森泰的牌号粘度覆盖约 5–8,000 mPa·s。

3. 纯度

纯度是干燥产品中羧甲基纤维素钠所占的比例,其余主要是反应副产物氯化钠和羟乙酸钠。工业级保留这些盐分(CMC 含量约 55–70%),适合钻井、选矿等对成本最敏感的用途;精制级经洗涤达到 99.5% 以上,用于食品、牙膏和电池。

4. pH

pH 以 1% 水溶液测定。大多数 CMC 牌号在 6.0–8.5 之间,部分工业级偏碱。超出这个范围可能说明生产中残留了碱或酸。

5. 水分(干燥失重)

CMC 有吸湿性,会从空气中吸收水分。规格一般把干燥失重控制在 8–10% 以内,食品添加剂标准上限为 12%。水分偏高意味着您在为水付钱、实际投入的 CMC 比预想少,还可能结块,所以袋子要密封、存放在干燥处。

6. 氯化物(以 NaCl 计)

氯化物以氯化钠计。在盐分会引起腐蚀或副反应的场合最为关键:锂电池负极用的电池级 CMC 控制在 0.50% 以下。

7. 粒度(目数)

粒度以通过某一筛网的比例表示,例如电池级要求 200 目(75 µm)通过率不低于 85%。粉越细溶解越快,但一次性倒入水中容易结团,形成"鱼眼"。应沿漩涡慢慢加入,或选用速溶型、颗粒型牌号。

速查

  • DS:每个葡萄糖单元的羧甲基数;一般 0.4–1.2
  • 粘度:mPa·s,25 °C,布氏粘度计,1% 或 2% 溶液
  • 纯度:干基羧甲基纤维素钠含量;工业级约 55–70%,精制级 99.5% 以上
  • pH:1% 水溶液;一般 6.0–8.5
  • 水分:干燥失重;一般不超过 8–10%
  • 氯化物:以 NaCl 计;电池级不超过 0.50%
  • 粒度:过筛比例;例如 200 目(75 µm)通过率 85% 以上

延伸阅读

常见问题

CMC 的取代度该怎么选?+

取决于产品。一般增稠用约 0.75–0.90;体系中有盐、硬水或酸时(如酸性乳饮料、部分洗涤剂和钻井液),选 0.90 以上更好。

为什么两份 CMC 粘度数据对不上?+

多半是测试条件不同。请核对浓度(1% 还是 2%)、温度、粘度计、转子、转速,以及是否按干基计算。只有相同条件下测得的数值才能比较。

CMC 纯度 99.5% 是什么意思?+

指干燥产品中至少 99.5% 是羧甲基纤维素钠,反应残留的盐和羟乙酸盐不到 0.5%。这是食品用途的要求,也是牙膏级和电池级的常规水平。

CMC 应该怎么储存?+

密封袋装,存放在阴凉干燥处。CMC 会吸收空气中的水分,使含水量升高,粉末还可能结块。

资料来源

  1. JECFA, Sodium carboxymethyl cellulose, Compendium of Food Additive Specifications, Monograph 11 (2011)

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