Karboksimetielsellulose (CMC) en metielsellulose (MC) is twee sellulosederivate wat wyd in baie nywerhede gebruik word. Alhoewel hulle albei afkomstig is van natuurlike sellulose, as gevolg van verskillende chemiese modifikasieprosesse, het CMC en MC beduidende verskille in chemiese struktuur, fisiese en chemiese eienskappe en toepassingsvelde.
1. Bron en basiese oorsig
Karboksimetielsellulose (CMC) word berei deur natuurlike sellulose met chloorasynsuur te laat reageer na alkalibehandeling. Dit is 'n anioniese wateroplosbare sellulose-derivaat. CMC bestaan gewoonlik in die vorm van natriumsout, so dit word ook natriumkarboksimetielsellulose (Na-CMC) genoem. As gevolg van sy goeie oplosbaarheid en viskositeit aanpassingsfunksie, word CMC wyd gebruik in voedsel-, farmaseutiese, olieboor-, tekstiel- en papiernywerhede.
Metielsellulose (MC) word berei deur sellulose met metielchloried (of ander metielerende reagense) te metileer. Dit is 'n nie-ioniese sellulose-derivaat. MC het termiese gel eienskappe, die oplossing stol wanneer dit verhit word en los op wanneer dit afgekoel word. As gevolg van sy unieke eienskappe, word MC wyd gebruik in boumateriaal, farmaseutiese preparate, coatings, voedsel en ander industrieë.
2. Chemiese struktuur
Die basiese struktuur van CMC is die bekendstelling van 'n karboksimetielgroep (–CH2COOH) op die glukose-eenheid van die β-1,4-glukosidiese binding van sellulose. Hierdie karboksielgroep maak dit anionies. Die molekulêre struktuur van CMC het 'n groot aantal natriumkarboksilaatgroepe. Hierdie groepe word maklik in water gedissosieer, wat die CMC-molekules negatief gelaai maak, wat dit dus goeie wateroplosbaarheid en verdikkingseienskappe gee.
Die molekulêre struktuur van MC is die inbring van metoksiegroepe (–OCH3) in die sellulosemolekules, en hierdie metoksiegroepe vervang 'n deel van die hidroksielgroepe in die sellulosemolekules. Daar is geen geïoniseerde groepe in die MC-struktuur nie, so dit is nie-ionies, wat beteken dat dit nie dissosieer of in oplossing gelaai word nie. Die unieke termiese jel-eienskappe word veroorsaak deur die teenwoordigheid van hierdie metoksiegroepe.
3. Oplosbaarheid en fisiese eienskappe
CMC het goeie oplosbaarheid in water en kan vinnig in koue water oplos om 'n deursigtige viskose vloeistof te vorm. Aangesien dit 'n anioniese polimeer is, word die oplosbaarheid van CMC beïnvloed deur die ioniese sterkte en pH-waarde van water. In hoë-sout omgewings of sterk suur toestande, sal die oplosbaarheid en stabiliteit van CMC afneem. Daarbenewens is die viskositeit van CMC relatief stabiel by verskillende temperature.
Die oplosbaarheid van MC in water hang af van temperatuur. Dit kan in koue water opgelos word, maar sal 'n jel vorm wanneer dit verhit word. Hierdie termiese jel-eienskap stel MC in staat om spesiale funksies in die voedselindustrie en boumateriaal te speel. Die viskositeit van MC neem af namate die temperatuur toeneem, en dit het goeie weerstand teen ensiematiese afbraak en stabiliteit.
4. Viskositeitskenmerke
Die viskositeit van CMC is een van sy belangrikste fisiese eienskappe. Die viskositeit is nou verwant aan sy molekulêre gewig en graad van substitusie. Die viskositeit van CMC-oplossing het goeie verstelbaarheid, wat gewoonlik hoër viskositeit by lae konsentrasie (1%-2%) produseer, dus word dit dikwels as 'n verdikker, stabiliseerder en suspensiemiddel gebruik.
Die viskositeit van MC hou ook verband met sy molekulêre gewig en graad van substitusie. MC met verskillende grade van substitusie het verskillende viskositeitseienskappe. MC het ook 'n goeie verdikkingseffek in die oplossing, maar wanneer dit tot 'n sekere temperatuur verhit word, sal die MC-oplossing gel. Hierdie geleringseienskap word wyd gebruik in die konstruksiebedryf (soos gips, sement) en voedselverwerking (soos verdikking, filmvorming, ens.).
5. Toepassingsgebiede
CMC word algemeen gebruik as verdikkingsmiddel, emulgator, stabiliseerder en suspensiemiddel in die voedselbedryf. In roomys, jogurt en vrugtedrankies kan CMC byvoorbeeld bestanddeelskeiding effektief voorkom en die smaak en stabiliteit van die produk verbeter. In die petroleumbedryf word CMC as 'n modderbehandelingsmiddel gebruik om die vloeibaarheid en vloeistofverlies van boorvloeistowwe te help beheer. Daarbenewens word CMC ook gebruik vir pulpmodifikasie in die papierbedryf en as smeermiddel in die tekstielbedryf.
MC word wyd in die konstruksiebedryf gebruik, veral in droë mortels, teëlkleefmiddels en stopverfpoeiers. As 'n verdikkingsmiddel en waterhoumiddel kan MC konstruksieprestasie en bindingssterkte verbeter. In die farmaseutiese industrie word MC gebruik as tabletbinders, materiaal vir volgehoue vrystelling en kapsulewandmateriaal. Die termogelerende eienskappe maak beheerde vrystelling in sekere formulerings moontlik. Boonop word MC ook in die voedselbedryf gebruik as verdikker, stabiliseerder en emulgator vir voedsel, soos souse, vulsels, brode, ens.
6. Veiligheid en bioafbreekbaarheid
CMC word as 'n veilige voedseladditief beskou. Uitgebreide toksikologiese studies het getoon dat CMC teen die aanbevole dosis skadeloos is vir die menslike liggaam. Aangesien CMC 'n afgeleide is wat op natuurlike sellulose gebaseer is en goeie bioafbreekbaarheid het, is dit relatief vriendelik in die omgewing en kan dit deur mikroörganismes afgebreek word.
MC word ook as 'n veilige bymiddel beskou en word wyd gebruik in medisyne, kos en skoonheidsmiddels. Die nie-ioniese aard daarvan maak dit hoogs stabiel in vivo en in vitro. Alhoewel MC nie so bioafbreekbaar soos CMC is nie, kan dit ook onder spesifieke toestande deur mikroörganismes afgebreek word.
Alhoewel karboksimetielsellulose en metielsellulose beide van natuurlike sellulose verkry word, het hulle verskillende eienskappe in praktiese toepassings as gevolg van hul verskillende chemiese strukture, fisiese eienskappe en toepassingsvelde. CMC word wyd gebruik in die voedsel-, farmaseutiese en industriële velde vanweë sy goeie wateroplosbaarheid, verdikking en suspensie-eienskappe, terwyl MC 'n belangrike posisie in die konstruksie-, farmaseutiese en voedselindustrieë beklee weens sy termiese jel-eienskappe en stabiliteit. Albei het unieke toepassings in die moderne industrie, en albei is groen en omgewingsvriendelike materiale.
Postyd: 18 Okt-2024