Карбоксиметилцеллюлоза (CMC) і гидроксиэтилцеллюлоза (HEC) з'яўляюцца двума распаўсюджанымі вытворнымі цэлюлозы, якія шырока выкарыстоўваюцца ў прадуктах харчавання, медыцыне, касметыцы, будаўнічых матэрыялах і іншых галінах. Хоць абодва яны атрыманы з натуральнай цэлюлозы і атрыманы шляхам хімічнай мадыфікацыі, існуюць відавочныя адрозненні ў хімічнай структуры, фізіка-хімічных уласцівасцях, галінах прымянення і функцыянальных эфектах.
1. Хімічная будова
Асноўнай структурнай асаблівасцю карбаксіметылацэлюлозы (КМЦ) з'яўляецца тое, што гідраксільныя групы ў малекулах цэлюлозы заменены на карбаксіметыльныя (-CH2COOH) групы. Гэтая хімічная мадыфікацыя робіць CMC надзвычай растваральнай у вадзе, асабліва ў вадзе з адукацыяй вязкага калоіднага раствора. Глейкасць яго раствора цесна звязана са ступенню замяшчэння (г.зн. ступенню карбаксіметыльнага замяшчэння).
Гідраксіэтылцэлюлоза (ГЭЦ) утвараецца шляхам замены гідраксільных груп у цэлюлозе гідраксіэтылам (-CH2CH2OH). Гідраксіэтыльная група ў малекуле ГЭЦ павялічвае растваральнасць у вадзе і гідрафільнасць цэлюлозы і пры пэўных умовах можа ўтвараць гель. Гэтая структура дазваляе HEC праяўляць добрыя эфекты згушчэння, суспензіі і стабілізацыі ў водным растворы.
2. Фізічныя і хімічныя ўласцівасці
Растваральнасць у вадзе:
CMC можна цалкам растварыць як у халоднай, так і ў гарачай вадзе з адукацыяй празрыстага або напаўпразрыстага калоіднага раствора. Яго раствор мае высокую глейкасць, і глейкасць змяняецца з тэмпературай і значэннем pH. ГЭЦ таксама можна раствараць у халоднай і гарачай вадзе, але ў параўнанні з КМЦ хуткасць яго растварэння меншая і для адукацыі аднастайнага раствора патрабуецца больш часу. Глейкасць раствора HEC адносна нізкая, але ён мае лепшую солестойкость і стабільнасць.
Рэгуляванне глейкасці:
На глейкасць CMC лёгка ўплывае значэнне pH. Звычайна яна вышэй у нейтральных або шчолачных умовах, але глейкасць значна зніжаецца ў моцных кіслотных умовах. На глейкасць HEC менш ўплывае значэнне pH, ён мае больш шырокі дыяпазон стабільнасці pH і падыходзіць для прымянення ў розных кіслотных і шчолачных умовах.
Устойлівасць да солі:
КМЦ вельмі адчувальная да солі, і прысутнасць солі значна знізіць глейкасць яе раствора. HEC, з іншага боку, дэманструе моцную ўстойлівасць да солі і ўсё яшчэ можа падтрымліваць добры эфект згушчэння ў асяроддзі з высокім утрыманнем солі. Такім чынам, HEC мае відавочныя перавагі ў сістэмах, якія патрабуюць выкарыстання соляў.
3. Вобласці прымянення
Харчовая прамысловасць:
КМЦ шырока выкарыстоўваецца ў харчовай прамысловасці ў якасці загушчальнікі, стабілізатара і эмульгатора. Напрыклад, у такіх прадуктах, як марозіва, напоі, джэмы і соусы, CMC можа палепшыць густ і стабільнасць прадукту. HEC адносна рэдка выкарыстоўваецца ў харчовай прамысловасці і ў асноўным выкарыстоўваецца ў некаторых прадуктах з асаблівымі патрабаваннямі, такімі як нізкакаларыйныя прадукты і спецыяльныя харчовыя дабаўкі.
Медыцына і касметыка:
КМЦ часта выкарыстоўваецца для падрыхтоўкі таблетак лекаў з пралангаваным вызваленнем, вадкасцяў для вачэй і г.д. з-за яе добрай біясумяшчальнасці і бяспекі. HEC шырока выкарыстоўваецца ў такіх касметычных сродках, як ласьёны, крэмы і шампуні, дзякуючы сваім выдатным пленкообразующим і ўвільгатняючым уласцівасцям, якія могуць забяспечыць добрае адчуванне і ўвільгатняе эфект.
Будаўнічыя матэрыялы:
У будаўнічых матэрыялах як CMC, так і HEC могуць выкарыстоўвацца ў якасці загушчальнікаў і ўтрымальнікаў вады, асабліва ў матэрыялах на аснове цэменту і гіпсу. HEC больш шырока выкарыстоўваецца ў будаўнічых матэрыялах дзякуючы сваёй добрай солестойкасці і стабільнасці, што можа палепшыць канструкцыйныя характарыстыкі і даўгавечнасць матэрыялаў.
Здабыча нафты:
Пры здабычы нафты КМЦ у якасці дабаўкі для буравога раствора можа эфектыўна кантраляваць глейкасць і страту вады буравым растворам. HEC, дзякуючы сваёй найвышэйшай устойлівасці да соляў і згушчальнікам, стаў важным кампанентам хімікатаў для нафтавых радовішчаў, якія выкарыстоўваюцца ў буравых растворах і вадкасцях для разрыву пласта для павышэння эфектыўнасці працы і эканамічных выгод.
4. Ахова навакольнага асяроддзя і біяраскладальнасць
І CMC, і HEC атрымліваюць з натуральнай цэлюлозы і маюць добрую біяраскладальнасць і экалагічнасць. У натуральным асяроддзі яны могуць расшчапляцца мікраарганізмамі з утварэннем бясшкодных рэчываў, такіх як вуглякіслы газ і вада, памяншаючы забруджванне навакольнага асяроддзя. Акрамя таго, паколькі яны не таксічныя і бясшкодныя, яны шырока выкарыстоўваюцца ў прадуктах, якія ўступаюць у непасрэдны кантакт з целам чалавека, такіх як ежа, лекі і касметыка.
Нягледзячы на тое, што карбаксіметылцэлюлоза (КМЦ) і гідраксіэтылцэлюлоза (ГЭЦ) з'яўляюцца вытворнымі цэлюлозы, яны маюць значныя адрозненні ў хімічнай структуры, фізіка-хімічных уласцівасцях, галінах прымянення і функцыянальных эфектах. КМЦ шырока выкарыстоўваецца ў харчовай прамысловасці, медыцыне, здабычы нафты і іншых галінах дзякуючы сваёй высокай глейкасці і ўспрымальнасці да ўздзеяння навакольнага асяроддзя. ГЭЦ, аднак, больш шырока выкарыстоўваецца ў касметыцы, будаўнічых матэрыялах і г.д. дзякуючы сваёй выдатнай солестойкасці, стабільнасці і пленкообразующим уласцівасцям. Выбіраючы яго выкарыстанне, неабходна выбраць найбольш прыдатную вытворную цэлюлозы ў адпаведнасці з канкрэтным сцэнарам прымянення і дасягненнем найлепшага эфекту выкарыстання.
Час публікацыі: 21 жніўня 2024 г