Карбоксиметилцеллюлоза (CMC) і метилцеллюлоза (MC) з'яўляюцца двума вытворнымі цэлюлозы шырока выкарыстоўваюцца ў многіх галінах прамысловасці. Нягледзячы на тое, што яны абодва атрыманы з натуральнай цэлюлозы, з-за розных працэсаў хімічнай мадыфікацыі, CMC і MC маюць істотныя адрозненні ў хімічнай структуры, фізічных і хімічных уласцівасцях і галінах прымянення.
1. Крыніца і асноўны агляд
Карбоксиметилцеллюлоза (КМЦ) атрымліваецца шляхам узаемадзеяння натуральнай цэлюлозы з хлоруксусной кіслатой пасля апрацоўкі шчолачам. Гэта аніённыя водарастваральныя вытворныя цэлюлозы. КМЦ звычайна існуе ў выглядзе натрыевай солі, таму яе таксама называюць натрыевай карбаксіметылцэлюлозай (Na-КМЦ). Дзякуючы добрай растваральнасці і функцыі рэгулявання глейкасці, CMC шырока выкарыстоўваецца ў харчовай, фармацэўтычнай, нафтавай, тэкстыльнай і папяровай прамысловасці.
Метылцэлюлоза (МЦ) атрымліваецца шляхам метылявання цэлюлозы хларыдам метыла (або іншымі метылявальнымі рэагентамі). Гэта неионное вытворнае цэлюлозы. MC валодае термогелевыми ўласцівасцямі, раствор застывае пры награванні і раствараецца пры астуджэнні. Дзякуючы сваім унікальным уласцівасцям, MC шырока выкарыстоўваецца ў будаўнічых матэрыялах, фармацэўтычных прэпаратах, пакрыццях, харчовай і іншых галінах прамысловасці.
2. Хімічная будова
Асноўнай структурай CMC з'яўляецца ўвядзенне карбоксиметильной групы (–CH2COOH) на блок глюкозы β-1,4-глюкозидной сувязі цэлюлозы. Гэтая карбаксільная група робіць яго аніённым. Малекулярная структура CMC мае вялікую колькасць груп карбаксілату натрыю. Гэтыя групы лёгка дысацыююць у вадзе, робячы малекулы CMC адмоўна зараджанымі, што забяспечвае добрую растваральнасць у вадзе і згушчальныя ўласцівасці.
Малекулярная структура MC - гэта ўвядзенне метоксигрупп (–OCH3) у малекулы цэлюлозы, і гэтыя метоксигруппы замяняюць частку гідраксільных груп у малекулах цэлюлозы. У структуры МС няма іянізаваных груп, таму яна неіённая, што азначае, што яна не дысацыюе і не зараджаецца ў растворы. Яго унікальныя ўласцівасці цеплавога геля абумоўлены прысутнасцю гэтых метоксигрупп.
3. Растваральнасць і фізічныя ўласцівасці
КМЦ добра раствараецца ў вадзе і можа хутка растварацца ў халоднай вадзе з адукацыяй празрыстай вязкай вадкасці. Паколькі гэта аніённы палімер, на растваральнасць CMC ўплывае іённая сіла і значэнне pH вады. У асяроддзі з высокім утрыманнем солі або ва ўмовах моцнай кіслаты растваральнасць і стабільнасць КМЦ зніжаюцца. Акрамя таго, глейкасць CMC адносна стабільная пры розных тэмпературах.
Растваральнасць МЦ ў вадзе залежыць ад тэмпературы. Яго можна растварыць у халоднай вадзе, але пры награванні ён утворыць гель. Гэта ўласцівасць тэрмічнага геля дазваляе MC выконваць асаблівыя функцыі ў харчовай прамысловасці і вытворчасці будаўнічых матэрыялаў. Глейкасць MC памяншаецца па меры павышэння тэмпературы, і ён мае добрую ўстойлівасць да ферментатыўнай дэградацыі і стабільнасць.
4. Глейкостные характарыстыкі
Глейкасць CMC з'яўляецца адным з найбольш важных фізічных уласцівасцяў. Глейкасць цесна звязана з яго малекулярнай масай і ступенню замяшчэння. Глейкасць раствора CMC мае добрую магчымасць рэгулявання, звычайна забяспечваючы больш высокую глейкасць пры нізкай канцэнтрацыі (1%-2%), таму яго часта выкарыстоўваюць у якасці загушчальніка, стабілізатара і суспендзіруючага агента.
Глейкасць МС таксама звязана з яго малекулярнай масай і ступенню замяшчэння. МК з рознай ступенню замяшчэння мае розныя вязкостные характарыстыкі. MC таксама мае добры эфект згушчэння ў растворы, але пры награванні да пэўнай тэмпературы раствор MC будзе гелеобразовать. Гэта гелеобразующее ўласцівасць шырока выкарыстоўваецца ў будаўнічай прамысловасці (напрыклад, гіпс, цэмент) і харчовай прамысловасці (напрыклад, згушчэнне, адукацыя плёнкі і г.д.).
5. Вобласці прымянення
CMC звычайна выкарыстоўваецца ў якасці загушчальніка, эмульгатора, стабілізатара і суспензіі ў харчовай прамысловасці. Напрыклад, у марожаным, ёгуртах і фруктовых напоях CMC можа эфектыўна прадухіляць падзел інгрэдыентаў і паляпшаць смак і стабільнасць прадукту. У нафтавай прамысловасці КМЦ выкарыстоўваецца ў якасці агента для апрацоўкі буравых раствораў, каб дапамагчы кантраляваць цякучасць і страты буравых раствораў. Акрамя таго, CMC таксама выкарыстоўваецца для мадыфікацыі цэлюлозы ў папяровай прамысловасці і ў якасці праклейвальніка ў тэкстыльнай прамысловасці.
MC шырока выкарыстоўваецца ў будаўнічай прамысловасці, асабліва ў сухіх будаўнічых растворах, пліткавых клеях і парашках для шпаклявання. У якасці загушчальніка і агента, які ўтрымлівае ваду, MC можа палепшыць характарыстыкі канструкцыі і трываласць склейвання. У фармацэўтычнай прамысловасці MC выкарыстоўваецца ў якасці злучнага матэрыялу для таблетак, матэрыялаў з запаволеным вызваленнем і матэрыялаў для сценак капсул. Яго термогелевые ўласцівасці дазваляюць кантраляванае вызваленне ў пэўных складах. Акрамя таго, MC таксама выкарыстоўваецца ў харчовай прамысловасці ў якасці загушчальніка, стабілізатара і эмульгатора для харчовых прадуктаў, такіх як соусы, начыння, хлеб і г.д.
6. Бяспека і біяраскладальнасць
КМЦ лічыцца бяспечнай харчовай дадаткам. Шырокія таксікалагічныя даследаванні паказалі, што КМЦ бясшкодны для арганізма чалавека ў рэкамендаванай дазоўцы. Паколькі CMC з'яўляецца вытворным на аснове натуральнай цэлюлозы і мае добрую біяраскладальнасць, ён адносна дружалюбны ў навакольным асяроддзі і можа раскладацца мікраарганізмамі.
MC таксама лічыцца бяспечнай дадаткам і шырока выкарыстоўваецца ў лекавых, харчовых і касметычных сродках. Яго неионная прырода робіць яго вельмі стабільным in vivo і in vitro. Хоць MC не так біяраскладальны, як CMC, ён таксама можа раскладацца мікраарганізмамі ў пэўных умовах.
Нягледзячы на тое, што карбоксиметилцеллюлоза і метилцеллюлоза атрымліваюцца з натуральнай цэлюлозы, яны маюць розныя характарыстыкі ў практычным прымяненні з-за рознай хімічнай структуры, фізічных уласцівасцяў і абласцей прымянення. КМЦ шырока выкарыстоўваецца ў харчовай, фармацэўтычнай і прамысловай галінах дзякуючы сваёй добрай растваральнасці ў вадзе, згушчэнні і суспензійным уласцівасцям, у той час як МК займае важную пазіцыю ў будаўнічай, фармацэўтычнай і харчовай прамысловасці дзякуючы сваім цеплавым гелевым уласцівасцям і стабільнасці. Абодва маюць унікальнае прымяненне ў сучаснай прамысловасці, абодва з'яўляюцца экалагічна чыстымі матэрыяламі.
Час публікацыі: 18 кастрычніка 2024 г