A carboximetil celulosa (CMC) e a hidroxietil celulosa (HEC) son dous derivados comúns da celulosa, que se usan amplamente en alimentos, medicina, cosméticos, materiais de construción e outros campos. Aínda que ambos son derivados da celulosa natural e obtidos por modificación química, existen diferenzas evidentes na estrutura química, as propiedades fisicoquímicas, os campos de aplicación e os efectos funcionais.
1. Estrutura química
A principal característica estrutural da carboximetil celulosa (CMC) é que os grupos hidroxilo das moléculas de celulosa son substituídos por grupos carboximetil (-CH2COOH). Esta modificación química fai que a CMC sexa extremadamente soluble en auga, especialmente en auga para formar unha solución coloidal viscosa. A viscosidade da súa solución está moi relacionada co seu grao de substitución (é dicir, o grao de substitución carboximetilo).
A hidroxietilcelulosa (HEC) fórmase substituíndo os grupos hidroxilo da celulosa por hidroxietil (-CH2CH2OH). O grupo hidroxietilo da molécula HEC aumenta a solubilidade en auga e a hidrofilicidade da celulosa, e pode formar un xel en determinadas condicións. Esta estrutura permite que o HEC mostre bos efectos de espesamento, suspensión e estabilización en solución acuosa.
2. Propiedades físicas e químicas
Solubilidade en auga:
O CMC pódese disolver completamente en auga fría e quente para formar unha solución coloidal transparente ou translúcida. A súa solución ten unha alta viscosidade, e a viscosidade cambia coa temperatura e o valor do pH. O HEC tamén se pode disolver en auga fría e quente, pero en comparación co CMC, a súa velocidade de disolución é máis lenta e tarda máis en formar unha solución uniforme. A viscosidade da solución de HEC é relativamente baixa, pero ten unha mellor resistencia e estabilidade á sal.
Axuste da viscosidade:
A viscosidade do CMC é facilmente afectada polo valor do pH. Adoita ser maior en condicións neutras ou alcalinas, pero a viscosidade reducirase significativamente en condicións ácidas fortes. A viscosidade do HEC está menos afectada polo valor do pH, ten unha gama máis ampla de estabilidade do pH e é adecuada para aplicacións en varias condicións ácidas e alcalinas.
Resistencia á sal:
CMC é moi sensible ao sal, e a presenza de sal reducirá significativamente a viscosidade da súa solución. O HEC, por outra banda, presenta unha forte resistencia á sal e aínda pode manter un bo efecto espesante nun ambiente con alto contido de sal. Polo tanto, o HEC ten vantaxes evidentes en sistemas que requiren o uso de sales.
3. Ámbitos de aplicación
Industria alimentaria:
CMC é amplamente utilizado na industria alimentaria como espesante, estabilizador e emulsionante. Por exemplo, en produtos como xeados, bebidas, marmeladas e salsas, CMC pode mellorar o sabor e a estabilidade do produto. O HEC úsase relativamente raramente na industria alimentaria e úsase principalmente nalgúns produtos con requisitos especiais, como alimentos baixos en calorías e suplementos nutricionais especiais.
Medicina e cosmética:
A CMC úsase a miúdo para preparar comprimidos de liberación sostida de fármacos, líquidos oculares, etc., debido á súa boa biocompatibilidade e seguridade. HEC úsase amplamente en cosméticos como loções, cremas e xampús debido ás súas excelentes propiedades formadoras de película e hidratantes, que poden proporcionar unha boa sensación e efecto hidratante.
Materiais de construción:
Nos materiais de construción, tanto CMC como HEC pódense usar como espesantes e retenedores de auga, especialmente en materiais a base de cemento e xeso. HEC utilízase máis nos materiais de construción debido á súa boa resistencia e estabilidade á sal, o que pode mellorar o rendemento da construción e a durabilidade dos materiais.
Extracción de petróleo:
Na extracción de petróleo, CMC, como aditivo para o fluído de perforación, pode controlar eficazmente a viscosidade e a perda de auga do barro. O HEC, debido á súa resistencia superior á sal e ás súas propiedades espesantes, converteuse nun compoñente importante nos produtos químicos dos xacementos petrolíferos, utilizados no fluído de perforación e fluído de fracturación para mellorar a eficiencia operativa e os beneficios económicos.
4. Protección ambiental e biodegradabilidade
Tanto o CMC como o HEC derivan da celulosa natural e teñen unha boa biodegradabilidade e compatibilidade co medio ambiente. No medio natural, poden ser degradados por microorganismos para producir substancias inofensivas como dióxido de carbono e auga, reducindo a contaminación ambiental. Ademais, debido a que non son tóxicos e inofensivos, son moi utilizados en produtos que entran en contacto directo co corpo humano, como alimentos, medicamentos e cosméticos.
Aínda que a carboximetil celulosa (CMC) e a hidroxietil celulosa (HEC) son derivados da celulosa, teñen diferenzas significativas na estrutura química, as propiedades fisicoquímicas, os campos de aplicación e os efectos funcionais. A CMC é amplamente utilizada en alimentos, medicina, extracción de aceite e outros campos debido á súa alta viscosidade e susceptibilidade ás influencias ambientais. Non obstante, o HEC úsase máis en cosméticos, materiais de construción, etc. debido á súa excelente resistencia á sal, estabilidade e propiedades formadoras de película. Ao elixir usalo, é necesario seleccionar o derivado de celulosa máis axeitado segundo o escenario de aplicación específico e as necesidades para conseguir o mellor efecto de uso.
Hora de publicación: 21-Ago-2024