Carboxymethylcellulose (CMC) og hydroxyethylcellulose (HEC) er to almindelige cellulosederivater, som er meget udbredt i fødevarer, medicin, kosmetik, byggematerialer og andre områder. Selvom de begge er afledt af naturlig cellulose og opnået ved kemisk modifikation, er der åbenlyse forskelle i kemisk struktur, fysisk-kemiske egenskaber, anvendelsesområder og funktionelle effekter.
1. Kemisk struktur
Det vigtigste strukturelle træk ved carboxymethylcellulose (CMC) er, at hydroxylgrupperne på cellulosemolekylerne er erstattet af carboxymethyl (-CH2COOH) grupper. Denne kemiske modifikation gør CMC ekstremt vandopløseligt, især i vand for at danne en viskøs kolloid opløsning. Viskositeten af dens opløsning er tæt forbundet med dens substitutionsgrad (dvs. graden af carboxymethylsubstitution).
Hydroxyethylcellulose (HEC) dannes ved at erstatte hydroxylgrupperne i cellulose med hydroxyethyl (-CH2CH2OH). Hydroxyethylgruppen i HEC-molekylet øger vandopløseligheden og hydrofilicitet af cellulose og kan danne en gel under visse betingelser. Denne struktur gør det muligt for HEC at vise gode fortykkelses-, suspensions- og stabiliseringseffekter i vandig opløsning.
2. Fysiske og kemiske egenskaber
Vandopløselighed:
CMC kan opløses fuldstændigt i både koldt og varmt vand for at danne en gennemsigtig eller gennemskinnelig kolloid opløsning. Dens opløsning har høj viskositet, og viskositeten ændres med temperatur og pH-værdi. HEC kan også opløses i koldt og varmt vand, men sammenlignet med CMC er opløsningshastigheden langsommere, og det tager længere tid at danne en ensartet opløsning. Opløsningsviskositeten af HEC er relativt lav, men den har bedre saltbestandighed og stabilitet.
Viskositetsjustering:
Viskositeten af CMC påvirkes let af pH-værdien. Det er normalt højere under neutrale eller alkaliske forhold, men viskositeten vil blive væsentligt reduceret under stærkt sure forhold. Viskositeten af HEC påvirkes mindre af pH-værdien, har et bredere spektrum af pH-stabilitet og er velegnet til applikationer under forskellige sure og alkaliske forhold.
Salt modstand:
CMC er meget følsom over for salt, og tilstedeværelsen af salt vil reducere viskositeten af dets opløsning betydeligt. HEC udviser derimod stærk saltresistens og kan stadig opretholde en god fortykkelseseffekt i et miljø med højt saltindhold. Derfor har HEC åbenlyse fordele i systemer, der kræver brug af salte.
3. Anvendelsesområder
Fødevareindustrien:
CMC er meget udbredt i fødevareindustrien som fortykningsmiddel, stabilisator og emulgator. For eksempel i produkter som is, drikkevarer, syltetøj og saucer, kan CMC forbedre smagen og stabiliteten af produktet. HEC bruges relativt sjældent i fødevareindustrien og bruges hovedsageligt i nogle produkter med særlige krav, såsom fødevarer med lavt kalorieindhold og særlige kosttilskud.
Medicin og kosmetik:
CMC bruges ofte til at fremstille tabletter med langvarig frigivelse af lægemidler, øjenvæsker osv. på grund af dets gode biokompatibilitet og sikkerhed. HEC er meget brugt i kosmetik som lotion, cremer og shampoo på grund af dets fremragende filmdannende og fugtgivende egenskaber, som kan give en god fornemmelse og fugtgivende effekt.
Byggematerialer:
I byggematerialer kan både CMC og HEC anvendes som fortykningsmidler og vandholdere, især i cement- og gipsbaserede materialer. HEC er mere udbredt i byggematerialer på grund af dets gode saltbestandighed og stabilitet, hvilket kan forbedre konstruktionens ydeevne og holdbarhed af materialer.
Olieudvinding:
Ved olieudvinding kan CMC, som et additiv til borevæske, effektivt kontrollere mudderets viskositet og vandtab. HEC er på grund af dets overlegne saltresistens og fortykkelsesegenskaber blevet en vigtig komponent i oliefeltskemikalier, der anvendes i borevæske og fraktureringsvæske for at forbedre driftseffektiviteten og økonomiske fordele.
4. Miljøbeskyttelse og biologisk nedbrydelighed
Både CMC og HEC er afledt af naturlig cellulose og har god biologisk nedbrydelighed og miljøvenlighed. I det naturlige miljø kan de nedbrydes af mikroorganismer til at producere harmløse stoffer som kuldioxid og vand, hvilket reducerer forurening af miljøet. Fordi de er ugiftige og harmløse, er de desuden meget brugt i produkter, der kommer i direkte kontakt med den menneskelige krop, såsom fødevarer, medicin og kosmetik.
Selvom carboxymethylcellulose (CMC) og hydroxyethylcellulose (HEC) begge er derivater af cellulose, har de betydelige forskelle i kemisk struktur, fysisk-kemiske egenskaber, anvendelsesområder og funktionelle effekter. CMC er meget udbredt i fødevarer, medicin, olieudvinding og andre områder på grund af dets høje viskositet og modtagelighed for miljøpåvirkninger. HEC er dog mere udbredt i kosmetik, byggematerialer osv. på grund af dets fremragende saltbestandighed, stabilitet og filmdannende egenskaber. Når du vælger at bruge det, er det nødvendigt at vælge det bedst egnede cellulosederivat i henhold til det specifikke anvendelsesscenarie og skal opnå den bedste brugseffekt.
Indlægstid: 21. august 2024