Karboksimetyyliselluloosa (CMC) ja metyyliselluloosa (MC) ovat kaksi selluloosajohdannaista, joita käytetään laajasti monilla toimialoilla. Vaikka ne molemmat ovat peräisin luonnollisesta selluloosasta, erilaisista kemiallisten modifikaatioprosesseista johtuen, CMC: llä ja MC: llä on merkittäviä eroja kemiallisessa rakenteessa, fysikaalisissa ja kemiallisissa ominaisuuksissa ja sovelluskentissä.
1. Lähde- ja peruskatsaus
Karboksimetyyliselluloosa (CMC) valmistetaan reagoimalla luonnollinen selluloosa klorooetikkahapolla alkalihoidon jälkeen. Se on anioninen vesiliukoinen selluloosajohdannainen. CMC esiintyy yleensä natriumsuolan muodossa, joten sitä kutsutaan myös natriumkarboksimetyyliselluloosiksi (NA-CMC). Hyvän liukoisuuden ja viskositeetin säätöfunktionsa vuoksi CMC: tä käytetään laajasti elintarvike-, lääke-, öljyporaus-, tekstiili- ja paperiteollisuudessa.
Metyyliselluloosa (MC) valmistetaan metyloimalla setyluloosa metyylikloridilla (tai muilla metyloivien reagenssien) kanssa. Se on ei-ioninen selluloosajohdannainen. MC: llä on lämpögeeliominaisuudet, liuos jähmettyy lämmitettäessä ja liukenee jäähdytyksenä. Ainutlaatuisten ominaisuuksiensa vuoksi MC: tä käytetään laajasti rakennusmateriaaleissa, lääkevalmisteissa, pinnoitteissa, elintarvikkeissa ja muissa toimialoissa.
2. kemiallinen rakenne
CMC: n perusrakenne on karboksimetyyliryhmän (–CH2COOH) käyttöönotto selluloosan β-1,4-glukosidisen sidoksen glukoosiyksikölle. Tämä karboksyyliryhmä tekee siitä anionisen. CMC: n molekyylirakenteessa on suuri määrä natriumkarboksylaattiryhmiä. Nämä ryhmät dissosioituu helposti vedessä, mikä tekee CMC -molekyyleistä negatiivisesti varautuneet, mikä antaa sille hyvän veden liukoisuuden ja sakeutumisominaisuudet.
MC: n molekyylirakenne on metoksiryhmien (–OC3) lisääminen selluloosamolekyyleihin, ja nämä metoksiryhmät korvaavat osan hydroksyyliryhmistä selluloosamolekyyleissä. MC-rakenteessa ei ole ionisoituja ryhmiä, joten se ei ole ioninen, mikä tarkoittaa, että se ei dissosioitu tai ladataan liuokseen. Sen ainutlaatuiset lämpögeeliominaisuudet johtuvat näiden metoksiryhmien läsnäolosta.
3. Liukoisuus ja fysikaaliset ominaisuudet
CMC: llä on hyvä liukoisuus veteen ja se voi nopeasti liuottaa kylmään veteen läpinäkyvän viskoosisen nesteen muodostamiseksi. Koska se on anioninen polymeeri, CMC: n liukoisuuteen vaikuttaa veden ionin lujuus ja pH -arvo. Korkeasti suolavissa ympäristöissä tai vahvoissa happoolosuhteissa CMC: n liukoisuus ja stabiilisuus vähenevät. Lisäksi CMC: n viskositeetti on suhteellisen vakaa eri lämpötiloissa.
MC: n liukoisuus veteen riippuu lämpötilasta. Se voidaan liuottaa kylmään veteen, mutta se muodostaa geelin kuumennettaessa. Tämä lämpögeeliominaisuus antaa MC: lle mahdollisuuden pelata erityisiä toimintoja elintarviketeollisuudessa ja rakennusmateriaaleissa. MC: n viskositeetti laskee lämpötilan noustessa, ja sillä on hyvä vastus entsymaattiselle hajoamiselle ja stabiilisuudelle.
4. viskositeetin ominaisuudet
CMC: n viskositeetti on yksi sen tärkeimmistä fysikaalisista ominaisuuksista. Viskositeetti liittyy läheisesti sen molekyylipainoon ja substituutioasteeseen. CMC-liuoksen viskositeetti on hyvä säädettävyys, mikä tuottaa yleensä korkeamman viskositeetin alhaisella konsentraatiolla (1%-2%), joten sitä käytetään usein sakeutusaineena, stabilointiaineena ja suspendointiaineena.
MC: n viskositeetti liittyy myös sen molekyylipainoon ja substituutioasteeseen. MC: llä, jolla on erilaiset korvausasteet, on erilaiset viskositeetin ominaisuudet. MC: llä on myös hyvä paksuuntuminen liuoksessa, mutta tiettyyn lämpötilaan kuumennettuna MC -liuos geeli. Tätä geeliytymistä käytetään laajasti rakennusteollisuudessa (kuten kipsi, sementti) ja elintarvikkeiden jalostuksessa (kuten sakeutumisessa, kalvon muodostumisessa jne.).
5. Sovellusalueet
CMC: tä käytetään yleisesti sakeutusaineena, emulgointina, stabilointiaineena ja suspendingiaineena elintarviketeollisuudessa. Esimerkiksi jäätelö-, jogurtti- ja hedelmäjuomissa CMC voi tehokkaasti estää ainesosien erottamisen ja parantaa tuotteen makua ja vakautta. Öljyteollisuudessa CMC: tä käytetään mutakäsittelyajana, joka auttaa hallitsemaan porausnesteiden juoksevuutta ja nestettä. Lisäksi CMC: tä käytetään myös massan modifikaatioon paperiteollisuudessa ja koontamiehenä tekstiiliteollisuudessa.
MC: tä käytetään laajasti rakennusteollisuudessa, etenkin kuivissa laasteissa, laattaliimoista ja kittijauheissa. Pakenemisaineena ja veden pidätysaineena MC voi parantaa rakennusten suorituskykyä ja sitoutumislujuutta. Lääketeollisuudessa MC: tä käytetään tablet-sideaineena, jatkuvasti vapauttavina materiaaleina ja kapseliseinämateriaaleina. Sen lämpögogelling -ominaisuudet mahdollistavat kontrolloidun vapautumisen tietyissä formulaatioissa. Lisäksi MC: tä käytetään myös elintarviketeollisuudessa sakeutusaineena, stabilointiaineena ja elintarvikkeiden emulgointina, kuten kastikkeet, täytteet, leivät jne.
6. Turvallisuus ja biohajottavuus
CMC: tä pidetään turvallisena elintarvikelisäaineena. Laajat toksikologiset tutkimukset ovat osoittaneet, että CMC on vaarattoman ihmiskeholle suositellulla annoksella. Koska CMC on luonnollista selluloosaan perustuva johdannainen ja sillä on hyvä biohajottavuus, se on suhteellisen ystävällinen ympäristössä ja mikro -organismit voivat hajottaa sen.
MC: tä pidetään myös turvallisena lisäaineena ja sitä käytetään laajasti lääkkeissä, elintarvikkeissa ja kosmetiikassa. Sen ei-ioninen luonne tekee siitä erittäin vakaan in vivo ja in vitro. Vaikka MC ei ole yhtä biohajoava kuin CMC, mikro -organismit voivat myös hajottaa sen tietyissä olosuhteissa.
Vaikka karboksimetyyliselluloosa ja metyyliselluloosa ovat molemmat johdettu luonnollisesta selluloosasta, niillä on erilaiset ominaisuudet käytännön sovelluksissa niiden erilaisten kemiallisten rakenteiden, fysikaalisten ominaisuuksien ja sovelluskenttien vuoksi. CMC: tä käytetään laajasti elintarvike-, lääke- ja teollisuuskenttiä sen hyvän vesiliukoisuuden, sakeutumisen ja suspensioominaisuuksien vuoksi, kun taas MC: llä on tärkeä asema rakennus-, lääke- ja elintarviketeollisuudessa lämpögeeliominaisuuksien ja vakauden vuoksi. Molemmilla on ainutlaatuisia sovelluksia nykyaikaisessa teollisuudessa, ja molemmat ovat vihreitä ja ympäristöystävällisiä materiaaleja.
Viestin aika: lokakuu 18-2024