淀粉是綠色、環保化學工業品的重要基石之一。我國是世界第二大玉米生產國，淀粉資源非常豐富，總產量已超過200萬內。
利用淀粉的高分子特性，廣泛應用于各個領域，再通過聚合、酷化、氧化、醚化、接枝聚合等化學反應導入新的化學基團，可產生出許多淀粉衍生物，至今世界上由淀粉派生出來的化工產品達500種之多。
隨著高分子有機化工主要原料石油和煤日趨緊張，以及由此而引起的環境污染問題，導致人們轉向淀粉等取之不盡、用之不竭。可生物降解，對環境無污染的天然再生資源的利用、研究和開發。近十年來，國外對淀粉化工的研究十分活躍，已開拓了許多新的領域，一大批以淀粉為基本原料的綠色化學品脫穎而出。
羧甲基淀粉是精細化工的重要產品之一，它是以玉米、馬鈴薯、紅薯等淀粉為原料深加工而成，廣泛應用于石油、采礦、紡織、日化、食品、醫藥等行業，有“工業味精”之稱。
羧甲基淀粉鈉（sodiumcarboxymethylstarch），又稱羧甲基淀粉醚或淀粉乙醇酸鈉，簡稱CMS，是一種用羧甲基醚化的變性淀粉。聚合度大于200。CMS外觀為白色或微黃色無定型自由流動不結塊的淀粉狀粉末。無臭、無味、無毒，常溫下溶于水形成透明黏性液體，呈中性或微堿性，具有良好的分散力和結合力。CMS略有咸味，不溶于醇及醚，在冷水中迅速成稠狀膠體溶液，膠體溶液遇碘成藍色，有鈉離子的反應，溶液在pH值2-3時失去黏性，漸有白色淀粉沉淀，CMS比CMC更均勻細膩，其吸水及吸水膨脹性較強，黏度高，黏著力強，化學性能穩定，乳化性好，不易腐敗變質。
水溶液的穩定性能優于CMC，CMS還能與二價、三價金屬離子鹽生成不溶性沉淀物，CMS最重要的特性是水溶液的黏度，主要取決于聚合度、取代度及雜質含量、溫度、濃度、pH值等，平均聚合度大的取代度高，水溶液黏度大，在增加溫度，特別在雜質含量高時其黏度下降快，pH值為6時的黏度最大，當pH值小于6時發生水解，此時黏度急劇下降，當pH值大于9時，由于聚合度下降也導致黏度下降。
玉米淀粉為生產CMS的重要原料。我國為世界玉米的生產大國，產量僅次于美國。特別是東北地區，盛產玉米。在吉林省，近年已將建成亞洲最大的玉米深加工基地。我國有豐富的淀粉資源，淀粉的深加工己形成一大支柱產業，其市場發展潛力巨大。
羧甲基淀粉是以淀粉為原料，經醚化反應，再經中和、洗滌、離心分離、干燥等工序生產出的醫用和食用產品。
淀粉顆粒中既有結晶區，也有非結晶區。非結晶區呈無規則排列，且結構松散，故為易于發生化學反應的薄弱區，使用NaOH溶液浸泡淀粉，促使淀粉溶脹，使NaOH小分子向顆粒內部滲透，與結構單元上的羥基反應生成淀粉鈉鹽。它是醚化反應的活性中心，此過程同時進行淀粉的堿性降解反應，淀粉鈉和氯乙酸鈉在堿性條件下發生醚化反應生成CMS。
通常是由淀粉與氯乙酸或其鈉鹽在堿性條件下進行醚化反應制得的，按所用溶劑的不同可分為水溶媒法、有機溶媒法、半固法和固法等四種，其中固法反應條件溫和、操作簡單、烘干速度快、能耗低、無三廢污染、生產成本低，為其最主要的生產方法。
水法是指以水作為反應介質，淀粉以懸浮顆粒的狀態與氯乙酸反應，氯乙酸和片堿以水溶液的形式引入。水法雖然克服了干法取代基分布不均勻的缺點，但也只能生產低取代度（DS）小于0.2不溶于水的產品。
以水作為反應介質，其工藝是在反應器中加入水作分散劑，在攪拌下加入淀粉，在15℃下攪拌15min后加人NaOH進行活化，再在20℃下攪拌30min，加入氯乙酸進行醚化反應。反應完成后，液固分離，其固體用5％的鹽酸洗滌至pH值為7，最后在50——80℃下烘干即得產品。
其工藝條件：投料比為水：淀粉：NaOH：ClCH2COOH為100.0：25.0-40.0：0.6-0.8：1.3-1.6，反應時間為5-6h，反應溫度為65-75℃。缺點是氯乙酸消耗大。
反應中有水參加，水是極性溶劑，可攜帶反應劑滲入淀粉內反應。制備DS為0.2的CMS時，產物不溶于水，可直接成顆粒。如制取DS大于0.2的CMS時，因CMS溶于水，選用NaCl或Na2SO4使鹽析，乙醇洗滌，可得酥脆的CMS。該法產品含鹽，成本低。如要較大的DS，則需水較多，但易糊化凝膠。于捏合機捏合成團塊，攪拌阻力大，在400L反應器中攪拌電機需20kW。反應后期加分散劑使團塊分散為碎塊，再烘干、粉碎。該法醚化劑利用率不高，產物色澤深，可供鉆井使用。
以馬鈴薯淀粉為原料，采用淀粉交聯、醚化復合變性方法合成崩解羧甲基淀粉，最佳實驗條件是：淀粉30.0g，氯乙酸5.0g，環氧氯丙烷4.8m1，在CMS合成中以水為介質，淀粉在介質中保持顆粒形態，只能制得低取代度的CMS，一般是小于0.7，高取代度的CMS一般采用溶劑法合成，產品收率高于90％。
溶劑法是指以低碳醇（甲醇、乙醇、異丙醇）等作為反應介質，淀粉始終保持顆粒狀態與片堿及氯乙酸反應，反應結束后經中和、過濾洗滌、干燥得到具有原淀粉形狀的產品，該法克服了水法不能生產高取代度CMS的缺點，通過調整配比及反應時間，可生產取代度高低不同的產品，該法惟一的缺點就是溶劑用量大，需回收套用。至目前為止，該法仍是較為實用的生產方法。
用淀粉為原料使氫氧化鈉與氯乙酸進行親核取代反應制取CMS，一般采用的是溶劑法，一次加堿完成，采用有機溶劑作為反應介質，在堿過量的條件下進行羧甲基化，此法由于沒有對淀粉顆粒進行預處理，氫氧化鈉小分子無法進入結晶區，反應僅在非結晶區進行，在堿過量的情況下進行羧甲基化反應，其羧甲基取代度不均勻，由于堿過量，易于發生副反應，生成副產品乙醇酸，使氯乙酸的利用率低，產品黏度低，從而限制了CMS的發展與應用。其操作舉例如下：
例1：先用一部分堿對淀粉進行預處理，使淀粉充分溶漲，而后將氯乙酸和余下的堿加人體系，可使氯乙酸利用率高。分別取一定量的淀粉和乙醇，攪拌分散后加入一定量的NaOH，對淀粉進行堿處理，反應一定時間后，再加入一定量的氯乙酸及NaOH進行羥甲基化反應。反應完畢，用酸中和至中性，過濾、用乙醇洗凈、干燥，即得產品CMS，收率為80％。
反應使用的醇最好是乙醇，可以降低生產成本。例如使淀粉懸浮在乙醇中于常溫下攪拌反應30min，再加入固體氫氧化鈉，在強攪拌下攪拌45min后再緩慢加人氯乙酸持續攪拌30min，于50-60℃下醚化，經反應一定時間后再加入氫氧化鈉水溶液，用氯乙酸中和至pH值為6，再用乙醇洗滌得成品。
其具體操作可將淀粉與乙醇攪拌成乳漿狀，將醇液分成兩分。一分加入淀粉醇液中一定時間，另一分與氯乙酸醇液同時加入淀粉乳液中羧甲基化，反應于一定溫度及時間，黏度及DS值合格后，經過濾，濾液經鹽酸或醋酸中和到pH值為7，用80％乙醇洗滌去鹽，離心過濾，濾餅干燥、粉碎、篩選、包裝即得產品。濾液回收溶劑循環使用。
高取代度的CMS的制法是將100份的玉米淀粉分散在100份的水中，再加人氫氧化鈉催化劑13份，異丙醇900份，于30℃下攪拌反應1h，再與240份氯乙酸鈉于35℃下反應3h，生成CMS，取代度為2.3。
例2：將計量后的淀粉與濃度為30％的液堿混合后加入反應釜內，再加人定量的90％的乙醇，攪拌均勻后加入氯乙酸鈉醚化劑，其用量為淀粉的55％，控制投料比為淀粉：氫氧化鈉：氯乙酸為1：2.5：0.6（摩爾）于60℃下反應6-7h，反應結束后，用90％乙醇洗至無氯離子為止，經過濾并于95℃下烘干得成品，產率大于87％。
例3：向帶溫度計、攪拌器和回流冷凝器的反應瓶內加入精制淀粉100g和乙醇300g，開動攪拌，經攪拌均勻后再于35℃下緩慢加入30％的氫氧化鈉，攪拌堿化1.5h后加入180g的氯乙酸，加料完成后將液溫升至55℃，在此溫度下反應近6h后，將物料冷卻、過濾、將固體用乙醇溶解，鹽酸中和過量的堿，經過濾，用85％乙醇洗滌除去氯化鈉等雜質，經檢測無氯離子后，將洗凈的固體干燥得成品。
例4：向帶攪拌器、溫度計和回流冷凝器的反應器內加入精制的淀粉50g，乙醇100ml，開動攪拌，于35℃下加人氫氧化鈉溶液，控制淀粉與氫氧化鈉的投料比為1：5，經攪拌反應1h后再加人氯乙酸，其中淀粉與氯乙酸的投料比為1：3，再加入催化劑十六烷基三甲基溴化銨，于55℃下反應2-3h后，再經后處理得成品。
例5：將木薯淀粉懸浮在乙醇溶液中，于室溫下攪拌反應30-45min，加入固體氫氧化鈉粉末，在強攪拌下反45min，加入少量氫氧化鈉和水。繼續攪拌，再加熱到50℃進行羧甲基化反應，粗品用氯乙酸中和后，再用80％乙醇洗滌和用無水乙醇洗滌，得成品，收率大于87％。
例6：向帶攪拌器、溫度計和回流冷凝器的反應器內加入玉米淀粉500份、乙醇50份，于攪拌下加入氯乙酸鈉90份，催化劑十六烷基三甲基溴化銨0.05份，于40℃下反應40min后再緩慢加入固醇35份，將液溫升到55℃，在此溫度下繼續反應4-5h后將料液冷至室溫。用氯乙酸調節pH值為7，再經后處理得成品，取代度為0.26。
例7：向木薯淀粉中加入適量氫氧化鈉催化劑，待攪拌分散均勻后，加入0.3g氯化鈉，0.2-1.2ml三氯氧磷，20-30℃下反應35h，反應畢，中和過濾，每次用蒸餾水50ml洗滌三次，80℃烘干，粉碎，得交聯淀粉。將所制交聯淀粉分散于60ml90％乙醇溶液中，待攪拌分散均勻，加入1.2-3.8g氫氧化鈉，40℃下堿化1h，再加入1.4—4.2g氯乙酸，50—55℃下反應4-8h。反應畢，中和過濾，每次用85％乙醇溶液洗滌三次，80℃烘干、粉碎，過240目篩得白色粉末產品。
在三氯氧磷用量不變的條件下，羧甲基淀粉鈉水溶液黏度隨取代度增大而增大。隨著取代度的增大，淀粉分子上所帶陰電荷的數量增多，淀粉原有顆粒的結晶結構被打破，陰電荷的引入使淀粉分子的親水性大大提高，導致羧甲基淀粉鈉水溶液的黏性提高。
例8:向帶有攪拌器、溫度計和回流冷凝器的三口反應瓶內加入分散于100g水中的45g精制后的馬鈴薯淀粉，開動攪拌，經混合均勻后，再加入適量的堿性催化劑和氯化鈉，0.5g的三氯氧磷，于室溫下反應3-4h后，用氯乙酸中和，過濾、水洗、干燥、粉碎得交聯淀粉。再加入150ml95％的乙醇溶解，攪拌均勻，將液溫升到40℃堿化，再加人5g氯乙酸，于55℃下反應5——6h，再經中和過濾用95％的乙醇洗滌，于85℃下干燥，粉碎得成品。
例9：CMS在紙張涂布用作黏合劑，可使涂布效果具有優良的均涂性和黏度穩定性及保水性能，控制黏合劑對紙基的滲透，使涂布后的紙張具有良好的印刷性能。也可制成噴霧漿料通過噴霧處理紙張，以改善機械強度，還具有成本低、穩定性好的優點。
工藝上釆用聚乙烯醇與氧化淀粉，比例按1：6，濃度按5——6％熬制。采用CMS后，聚乙烯醇與CMS配比按1：3，濃度按2.2％，具體熬制工藝如下：
向有效容積為1.5m3的熬制罐中加水約0.5m3，然后開動攪拌器，通汽升溫，同時加入8kg聚乙烯醇，待升溫到沸騰后關小汽門，保持沸騰約30-40min。
將25kgCMS加人容積約0.5-0.6m3的小罐中，加滿水，然后開動攪拌器攪拌約5-10min后泵至（齒輪油泵）熬制罐中。
往熬制罐中加水至總液量為1.5m3，然后升溫至50—60℃，繼續攪拌30min后，過篩即可使用。此法可提高經濟效益。
例10：稱取24g木薯淀粉加入到250ml反應瓶內，然后加入100ml蒸餾水和適量的氫氧化鈉催化劑，攪拌均勻后再加入4ml環氧氯丙烷，在45℃恒溫攪拌反應8-10h后，中和、過濾，每次用蒸餾水90-100ml洗滌3次，在80℃烘干、粉碎，得交聯淀粉。