天然纖維素是自然界中分布最廣、含量最多的多糖，來源十分豐富。當(dāng)前纖維素的改性技術(shù)主要集中在醚化和酯化兩方面。羧甲基化反應(yīng)是醚化技術(shù)的一種。纖維素經(jīng)羧甲基化后得到羧甲基纖維素（CMC），其水溶液具有增稠、成膜、黏接、水分保持、膠體保護(hù)、乳化及懸浮等作用，廣泛應(yīng)用于石油、食品、醫(yī)藥、紡織和造紙等行業(yè)，是最重要的纖維素醚類之一。

CMC 的主要化學(xué)反應(yīng)是纖維素和堿生成堿纖維素的堿化反應(yīng)以及堿纖維素和一氯乙酸的醚化反應(yīng)。
第一步:堿化: ?[C₆H₇O₂（OH）3]_n?+ nNaOH→[C₆H₇O₂（OH）₂ONa ]_n?+ nH2O
第二步:醚化: ?[C₆H₇O₂（OH）₂ONa]_n?+ nClCH2COONa →[C6H7O2(OH) 2OCH2COONa ]_n?+ nNaCl

物理性質(zhì)

羧甲基纖維素鈉（CMC）屬陰離子型纖維素醚類，外觀為白色或微黃色絮狀纖維粉末或白色粉末，無(wú)臭無(wú)味，無(wú)毒；易溶于冷水或熱水，形成具有一定粘度的透明溶液。溶液為中性或微堿性，不溶于乙醇、乙醚、異丙醇、丙酮等有機(jī)溶劑，可溶于含水60%的乙醇或丙酮溶液。有吸濕性，對(duì)光熱穩(wěn)定，粘度隨溫度升高而降低，溶液在PH值2～10穩(wěn)定，PH低于2，有固體析出，PH值高于10粘度降低。變色溫度227℃，炭化溫度252℃，2%水溶液表面張力71mn/n。

化學(xué)性質(zhì)

由羧甲基取代基的纖維素衍生物，用氫氧化鈉處理纖維素形成堿纖維素，再與一氯醋酸反應(yīng)制得。構(gòu)成纖維素的葡萄糖單位有3個(gè)可被置換的羥基，因此可獲得不同置換度的產(chǎn)品。平均每1g干重導(dǎo)入1mmol羧甲基者，在水及稀酸中不溶解，但能膨潤(rùn)，用于離子交換層析。羧甲基pKa在純水中約為4，在0.5mol/L NaCl中約為3.5，是弱酸性陽(yáng)離子交換劑，通常于pH4以上用于中性和堿性蛋白質(zhì)的分離。40%以上羥基為羧甲基置換者可溶于水形成穩(wěn)定的高黏度膠體溶液。

主要用途

羧甲基纖維素（CMC)為無(wú)毒無(wú)味的白色絮狀粉末，性能穩(wěn)定，易溶于水，其水溶液為中性或堿性透明粘稠液體，可溶于其它水溶性膠及樹脂，不溶于乙醇等有機(jī)溶劑。CMC可作為粘合劑 、增稠劑、懸浮劑、乳化劑、分散劑、穩(wěn)定劑、上漿劑等。

羧甲基纖維素鈉（CMC）是纖維素醚類中產(chǎn)量最大的、用途最廣、使用最為方便的產(chǎn)品，俗稱為"工業(yè)味精"。

1、 用于石油、天然氣的鉆探、掘井等工程；

①含CMC的泥漿能使井壁形成薄而堅(jiān)，滲透性低的濾餅，使失水量降低。

②在泥漿中加入CMC后，能使鉆機(jī)得到低的初切力，使泥漿易于放出裹在里面的氣體，同時(shí)把碎物很快棄于泥坑中。

③鉆井泥漿和其它懸浮分散體一樣，具有一定的存在期，加入CMC后能使它穩(wěn)定而延長(zhǎng)存在期。

④含有CMC的泥漿，很少受霉菌影響，因此，毋須維持很高的PH值，也不必使用防腐劑。

⑤含CMC作鉆井泥漿洗井液處理劑，可抗各種可溶性鹽類的污染。

⑥含CMC的泥漿，穩(wěn)定性良好，即使溫度在150℃以上仍能降低失水。

高粘度、高取代度的CMC適用于密度較小的泥漿，低粘度高取代度的CMC適用于密度大的泥漿。選用CMC應(yīng)根據(jù)泥漿種類及地區(qū)、井深等不同條件來決定。

2、 用于紡織、印染工業(yè) 紡織行業(yè)將CMC作為上漿劑，用于棉、絲毛、化學(xué)纖維、混紡等強(qiáng)物的輕紗上漿；

3、 用于造紙工業(yè) CMC在造紙工業(yè)中可作紙面平滑劑、施膠劑。在紙漿中加入0.1%～0.3%的CMC能使紙張?jiān)鰪?qiáng)抗張力40%～50%，抗壓破裂度增加50%，揉性增大4～5倍；

4、 CMC加入合成洗滌劑中可作為污垢吸附劑；日用化學(xué)如牙膏工業(yè)CMC的甘油水溶液用作牙膏的膠基；醫(yī)藥工業(yè)用作增稠劑和乳化劑；CMC水溶液增粘后用作浮游選礦等；

5、 用于陶瓷工業(yè)中可做毛坯的膠粘劑、可塑劑、釉藥的懸浮劑、固色劑等；

6、 用于建筑，提高保水性和強(qiáng)度；

7、 用于食品工業(yè)，食品工業(yè)采用高置換度CMC作冰淇淋、罐頭、速煮面的增稠劑、啤酒的泡沫穩(wěn)定劑等，在加工果醬、糖汁、果子露、點(diǎn)心、冰淇淋飲料等做為增稠劑、粘結(jié)劑或因形劑；

8、制藥業(yè)選用適當(dāng)黏度CMC作片劑的黏合劑、崩解劑，混懸劑的助懸劑等。

延伸

羧甲基纖維素(CMC)的高端替代產(chǎn)品為聚陰離子纖維素((PAC)亦是一種陰離子型纖維素醚，具有更高的取代度和取代均勻度，分子鏈較短，分子結(jié)構(gòu)更趨穩(wěn)定，因此具有更好的抗鹽、抗酸、抗鈣、耐高溫等性能，溶解性亦增強(qiáng)。應(yīng)用于羧甲基纖維素(CMC)可應(yīng)用的所有行業(yè)，可提供更好的穩(wěn)定性能和滿足更高的工藝要求。