Karboximetil zelulosa (CMC) eta metil zelulosa (MC) industria askotan oso erabiliak diren bi zelulosa deribatu dira. Biak zelulosa naturaletik eratorriak badira ere, aldaketa kimikoko prozesu desberdinak direla eta, CMC eta MC-k desberdintasun handiak dituzte egitura kimikoan, propietate fisiko eta kimikoan eta aplikazio-eremuetan.
1. Iturria eta oinarrizko ikuspegi orokorra
Karboximetilzelulosa (CMC) zelulosa naturala azido kloroaceticarekin erreakzionatuz prestatzen da alkalino tratamenduaren ondoren. Uretan disolbagarria den zelulosa deribatu anionikoa da. CMC normalean sodio gatz moduan egon ohi da, beraz, sodio karboximetil zelulosa (Na-CMC) ere deitzen zaio. Bere disolbagarritasun eta biskositatea doitzeko funtzio ona dela eta, CMC oso erabilia da elikagaien, farmazia, petrolio-zulaketa, ehungintza eta paperaren industrian.
Metilzelulosa (MC) zelulosa metil kloruroarekin (edo beste metilazio-erreaktibo batzuekin) metilatuz prestatzen da. Zelulosa ez-ionikoa deribatu bat da. MC-k gel termikoen propietateak ditu, disoluzioa berotzean solidotzen da eta hozten denean disolbatu egiten da. Bere propietate bereziak direla eta, MC oso erabilia da eraikuntzako materialetan, prestakin farmazeutikoetan, estalduretan, elikagaietan eta beste industria batzuetan.
2. Egitura kimikoa
CMC-ren oinarrizko egitura zelulosaren β-1,4-glukosidikoaren loturaren glukosa-unitatean karboximetil talde bat (–CH2COOH) sartzea da. Karboxilo talde honek anioiko bihurtzen du. CMC-ren egitura molekularrak sodio karboxilato talde ugari ditu. Talde hauek uretan erraz disoziatzen dira, CMC molekulak negatiboki kargatuta, horrela ur-disolbagarritasun eta loditze-propietate onak emanez.
MC-ren egitura molekularra zelulosa molekuletan metoxi-taldeak (–OCH3) sartzea da, eta metoxi-talde horiek zelulosa-molekulen hidroxilo-taldeen zati bat ordezkatzen dute. MC egituran ez dago ionizatutako talderik, beraz, ez-ionikoa da, hau da, ez da disoluzioan disoziatzen edo kargatzen. Bere gel termikoen propietate bereziak metoxi talde horien presentziak eragiten ditu.
3. Disolbagarritasuna eta propietate fisikoak
CMC-k uretan disolbagarritasun ona du eta ur hotzetan azkar disolba daiteke likido likatsu garden bat osatzeko. Polimero anionikoa denez, CMC-ren disolbagarritasuna uraren indar ionikoaren eta pH balioaren eraginpean dago. Gatz handiko inguruneetan edo azido-baldintzetan, CMCren disolbagarritasuna eta egonkortasuna gutxituko dira. Gainera, CMCren biskositatea nahiko egonkorra da tenperatura desberdinetan.
MCren disolbagarritasuna uretan tenperaturaren araberakoa da. Ur hotzetan disolbatu daiteke baina berotzean gel bat osatuko du. Gel termikoko propietate honi esker, MC-k funtzio bereziak bete ditzake elikagaien industrian eta eraikuntza-materialetan. MC-ren biskositatea gutxitzen da tenperatura igo ahala, eta degradazio eta egonkortasun entzimatikoarekiko erresistentzia ona du.
4. Biskositate-ezaugarriak
CMCren biskositatea bere propietate fisiko garrantzitsuenetako bat da. Biskositatea oso lotuta dago bere pisu molekularra eta ordezkapen-mailarekin. CMC soluzioaren biskositateak doikuntza ona du, normalean likatasun handiagoa sortzen du kontzentrazio baxuan (% 1-2), beraz, maiz erabiltzen da loditzaile, egonkortzaile eta esekidura-agente gisa.
MC-ren biskositatea bere pisu molekularra eta ordezkapen-mailarekin ere lotuta dago. Ordezkapen-maila desberdineko MCk biskositate-ezaugarri desberdinak ditu. MC-k ere loditze-efektu ona du disoluzioan, baina tenperatura jakin batera berotzen denean, MC disoluzioa gelifikatuko da. Gelifikatzeko propietate hau oso erabilia da eraikuntza-industrian (esaterako, igeltsua, zementua) eta elikagaien prozesamenduan (esaterako, loditzea, filmaren eraketa, etab.).
5. Aplikazio-eremuak
CMC loditzaile, emultsionatzaile, egonkortzaile eta esekidura gisa erabiltzen da elikagaien industrian. Adibidez, izozkietan, jogurtetan eta fruta-edarietan, CMC-k osagaien bereizketa eraginkortasunez ekidin dezake eta produktuaren zaporea eta egonkortasuna hobetu ditzake. Petrolioaren industrian, CMC lokatza tratatzeko agente gisa erabiltzen da zulatzeko fluidoen jariakortasuna eta fluido-galera kontrolatzen laguntzeko. Horrez gain, CMC paperaren industrian pasta aldatzeko eta ehungintza industrian dimensionatzeko agente gisa ere erabiltzen da.
MC oso erabilia da eraikuntza-industrian, batez ere mortero lehorretan, teila itsasgarrietan eta masilla-hautsetan. Loditzeko agente eta ura atxikitzeko agente gisa, MC-k eraikuntzaren errendimendua eta lotura-indarra hobetu ditzake. Farmazia industrian, MC tableta aglutinatzaile gisa erabiltzen da, askapen iraunkorreko material gisa eta kapsularen horma-material gisa. Bere propietate termogelifikatzaileak zenbait formulaziotan askapen kontrolatua ahalbidetzen du. Horrez gain, MC elikagaien industrian ere erabiltzen da elikagaien loditzaile, egonkortzaile eta emultsionatzaile gisa, hala nola saltsak, betegarriak, ogiak, etab.
6. Segurtasuna eta biodegradagarritasuna
CMC elikagaien gehigarri segurutzat hartzen da. Azterketa toxikologiko zabalek frogatu dute CMC ez dela kalterik giza gorputzarentzat gomendatutako dosian. CMC zelulosa naturalean oinarritutako deribatua denez eta biodegradagarritasun ona duenez, nahiko errespetua da ingurumenarekin eta mikroorganismoek degradatu dezakete.
MC ere gehigarri segurutzat hartzen da eta oso erabilia da sendagaietan, elikagaietan eta kosmetikoetan. Bere izaera ez-ionikoari esker oso egonkorra da in vivo eta in vitro. MC CMC bezain biodegradagarria ez den arren, mikroorganismoek baldintza zehatzetan degradatzeko gai da.
Karboximetil zelulosa eta metil zelulosa biak zelulosa naturaletik eratorritakoak badira ere, ezaugarri desberdinak dituzte aplikazio praktikoetan, egitura kimiko, propietate fisiko eta aplikazio eremu ezberdinengatik. CMC oso erabilia da elikagai, farmazia eta industria alorretan, ur-disolbagarritasun, loditze eta esekidura-propietate onengatik, eta MC-k, berriz, eraikuntza, farmazia eta elikagaien industrietan posizio garrantzitsua hartzen du gel termikoen propietate eta egonkortasunagatik. Biek aplikazio bereziak dituzte industria modernoan, eta biak material berdeak eta ingurumena errespetatzen dutenak dira.
Argitalpenaren ordua: 2024-10-18