કાર્બોક્સિમેથિલસેલ્યુલોઝ અને મેથાઈલસેલ્યુલોઝ વચ્ચે શું તફાવત છે?

કાર્બોક્સિમિથાઈલ સેલ્યુલોઝ (CMC) અને મિથાઈલ સેલ્યુલોઝ (MC) એ બે સેલ્યુલોઝ ડેરિવેટિવ્ઝ છે જેનો ઉપયોગ ઘણા ઉદ્યોગોમાં વ્યાપકપણે થાય છે. જો કે તે બંને કુદરતી સેલ્યુલોઝમાંથી ઉતરી આવ્યા છે, વિવિધ રાસાયણિક ફેરફાર પ્રક્રિયાઓને કારણે, CMC અને MC રાસાયણિક બંધારણ, ભૌતિક અને રાસાયણિક ગુણધર્મો અને એપ્લિકેશન ક્ષેત્રોમાં નોંધપાત્ર તફાવત ધરાવે છે.

1. સ્ત્રોત અને મૂળભૂત વિહંગાવલોકન
કાર્બોક્સીમેથિલસેલ્યુલોઝ (CMC) એ આલ્કલી ટ્રીટમેન્ટ પછી કુદરતી સેલ્યુલોઝને ક્લોરોએસેટિક એસિડ સાથે પ્રતિક્રિયા કરીને તૈયાર કરવામાં આવે છે. તે એનિઓનિક પાણીમાં દ્રાવ્ય સેલ્યુલોઝ વ્યુત્પન્ન છે. CMC સામાન્ય રીતે સોડિયમ મીઠાના સ્વરૂપમાં અસ્તિત્વ ધરાવે છે, તેથી તેને સોડિયમ કાર્બોક્સિમિથાઈલ સેલ્યુલોઝ (Na-CMC) પણ કહેવામાં આવે છે. તેની સારી દ્રાવ્યતા અને સ્નિગ્ધતા ગોઠવણ કાર્યને લીધે, CMCનો વ્યાપકપણે ખોરાક, ફાર્માસ્યુટિકલ, તેલ ડ્રિલિંગ, કાપડ અને કાગળ ઉદ્યોગોમાં ઉપયોગ થાય છે.

મેથાઈલસેલ્યુલોઝ (MC) મિથાઈલ ક્લોરાઈડ (અથવા અન્ય મેથાઈલીંગ રીએજન્ટ્સ) સાથે મેથાઈલીંગ સેલ્યુલોઝ દ્વારા તૈયાર કરવામાં આવે છે. તે બિન-આયોનિક સેલ્યુલોઝ વ્યુત્પન્ન છે. MC થર્મલ જેલ ગુણધર્મો ધરાવે છે, જ્યારે ગરમ થાય છે ત્યારે સોલ્યુશન મજબૂત બને છે અને જ્યારે ઠંડુ થાય છે ત્યારે ઓગળી જાય છે. તેના અનન્ય ગુણધર્મોને લીધે, MC નો ઉપયોગ મકાન સામગ્રી, ફાર્માસ્યુટિકલ તૈયારીઓ, કોટિંગ્સ, ખોરાક અને અન્ય ઉદ્યોગોમાં વ્યાપકપણે થાય છે.

2. રાસાયણિક માળખું
CMC નું મૂળભૂત માળખું સેલ્યુલોઝના β-1,4-ગ્લુકોસિડિક બોન્ડના ગ્લુકોઝ એકમ પર કાર્બોક્સિમિથિલ જૂથ (–CH2COOH) ની રજૂઆત છે. આ કાર્બોક્સિલ જૂથ તેને એનિઓનિક બનાવે છે. CMC ની પરમાણુ રચનામાં મોટી સંખ્યામાં સોડિયમ કાર્બોક્સિલેટ જૂથો છે. આ જૂથો સરળતાથી પાણીમાં વિભાજિત થઈ જાય છે, જેનાથી CMC પરમાણુ નકારાત્મક રીતે ચાર્જ થાય છે, આમ તેને પાણીમાં સારી દ્રાવ્યતા અને ઘટ્ટ ગુણધર્મો મળે છે.

MC નું મોલેક્યુલર માળખું સેલ્યુલોઝ પરમાણુઓમાં મેથોક્સી જૂથો (–OCH3) નો પરિચય છે, અને આ મેથોક્સી જૂથો સેલ્યુલોઝ પરમાણુઓમાં હાઇડ્રોક્સિલ જૂથોના ભાગને બદલે છે. MC સ્ટ્રક્ચરમાં કોઈ ionized જૂથો નથી, તેથી તે બિન-આયનીય છે, એટલે કે તે દ્રાવણમાં છૂટા પડતા નથી અથવા ચાર્જ થતા નથી. તેના અનન્ય થર્મલ જેલ ગુણધર્મો આ મેથોક્સી જૂથોની હાજરીને કારણે થાય છે.

3. દ્રાવ્યતા અને ભૌતિક ગુણધર્મો
CMC પાણીમાં સારી દ્રાવ્યતા ધરાવે છે અને પારદર્શક ચીકણું પ્રવાહી બનાવવા માટે ઠંડા પાણીમાં ઝડપથી ઓગળી શકે છે. તે એનિઓનિક પોલિમર હોવાથી, CMC ની દ્રાવ્યતા આયનીય શક્તિ અને પાણીના pH મૂલ્યથી પ્રભાવિત થાય છે. ઉચ્ચ મીઠું વાતાવરણ અથવા મજબૂત એસિડ સ્થિતિમાં, CMC ની દ્રાવ્યતા અને સ્થિરતા ઘટશે. વધુમાં, CMC ની સ્નિગ્ધતા વિવિધ તાપમાને પ્રમાણમાં સ્થિર છે.

પાણીમાં MC ની દ્રાવ્યતા તાપમાન પર આધાર રાખે છે. તે ઠંડા પાણીમાં ઓગાળી શકાય છે પરંતુ જ્યારે ગરમ થાય છે ત્યારે તે જેલ બનાવે છે. આ થર્મલ જેલ પ્રોપર્ટી એમસીને ખાદ્ય ઉદ્યોગ અને મકાન સામગ્રીમાં વિશેષ કાર્યો કરવા સક્ષમ બનાવે છે. તાપમાનમાં વધારો થતાં MC ની સ્નિગ્ધતા ઘટે છે, અને તે એન્ઝાઈમેટિક ડિગ્રેડેશન અને સ્થિરતા માટે સારી પ્રતિકાર ધરાવે છે.

4. સ્નિગ્ધતા લાક્ષણિકતાઓ
CMC ની સ્નિગ્ધતા તેના સૌથી મહત્વપૂર્ણ ભૌતિક ગુણધર્મોમાંની એક છે. સ્નિગ્ધતા તેના પરમાણુ વજન અને અવેજીની ડિગ્રી સાથે નજીકથી સંબંધિત છે. CMC સોલ્યુશનની સ્નિગ્ધતા સારી એડજસ્ટિબિલિટી ધરાવે છે, જે સામાન્ય રીતે ઓછી સાંદ્રતા (1%-2%) પર ઉચ્ચ સ્નિગ્ધતા ઉત્પન્ન કરે છે, તેથી તેનો ઉપયોગ ઘણીવાર જાડા, સ્ટેબિલાઇઝર અને સસ્પેન્ડિંગ એજન્ટ તરીકે થાય છે.

MC ની સ્નિગ્ધતા તેના પરમાણુ વજન અને અવેજીની ડિગ્રી સાથે પણ સંબંધિત છે. અવેજીની વિવિધ ડિગ્રી સાથે MC વિવિધ સ્નિગ્ધતા લાક્ષણિકતાઓ ધરાવે છે. MC દ્રાવણમાં સારી જાડું અસર પણ છે, પરંતુ જ્યારે ચોક્કસ તાપમાને ગરમ કરવામાં આવે છે, ત્યારે MC સોલ્યુશન જેલ થઈ જશે. બાંધકામ ઉદ્યોગ (જેમ કે જીપ્સમ, સિમેન્ટ) અને ફૂડ પ્રોસેસિંગ (જેમ કે જાડું થવું, ફિલ્મ બનાવવું વગેરે)માં આ જેલિંગ પ્રોપર્ટીનો વ્યાપકપણે ઉપયોગ થાય છે.

5. એપ્લિકેશન વિસ્તારો
CMC નો ઉપયોગ સામાન્ય રીતે ખાદ્ય ઉદ્યોગમાં ઘટ્ટ, ઇમલ્સિફાયર, સ્ટેબિલાઇઝર અને સસ્પેન્ડિંગ એજન્ટ તરીકે થાય છે. ઉદાહરણ તરીકે, આઈસ્ક્રીમ, દહીં અને ફળોના પીણાંમાં, CMC અસરકારક રીતે ઘટકને અલગ થતા અટકાવી શકે છે અને ઉત્પાદનનો સ્વાદ અને સ્થિરતા સુધારી શકે છે. પેટ્રોલિયમ ઉદ્યોગમાં, ડ્રિલિંગ પ્રવાહીની પ્રવાહીતા અને પ્રવાહી નુકશાનને નિયંત્રિત કરવામાં મદદ કરવા માટે CMC નો ઉપયોગ કાદવ સારવાર એજન્ટ તરીકે થાય છે. વધુમાં, CMC નો ઉપયોગ પેપર ઉદ્યોગમાં પલ્પ મોડિફિકેશન માટે અને ટેક્સટાઇલ ઉદ્યોગમાં સાઈઝિંગ એજન્ટ તરીકે પણ થાય છે.

બાંધકામ ઉદ્યોગમાં MC નો વ્યાપક ઉપયોગ થાય છે, ખાસ કરીને ડ્રાય મોર્ટાર, ટાઇલ એડહેસિવ અને પુટ્ટી પાવડરમાં. ઘટ્ટ એજન્ટ અને પાણી જાળવી રાખનાર એજન્ટ તરીકે, MC બાંધકામ કામગીરી અને બંધન શક્તિમાં સુધારો કરી શકે છે. ફાર્માસ્યુટિકલ ઉદ્યોગમાં, MC નો ઉપયોગ ટેબ્લેટ બાઈન્ડર, સસ્ટેન્ડ-રીલીઝ સામગ્રી અને કેપ્સ્યુલ દિવાલ સામગ્રી તરીકે થાય છે. તેના થર્મોજેલિંગ ગુણધર્મો ચોક્કસ ફોર્મ્યુલેશનમાં નિયંત્રિત પ્રકાશનને સક્ષમ કરે છે. આ ઉપરાંત, MC નો ઉપયોગ ખાદ્ય ઉદ્યોગમાં ખાદ્ય પદાર્થો માટે જાડું, સ્ટેબિલાઇઝર અને ઇમલ્સિફાયર તરીકે પણ થાય છે, જેમ કે ચટણી, ભરણ, બ્રેડ વગેરે.

6. સલામતી અને બાયોડિગ્રેડબિલિટી
સીએમસીને સલામત ખાદ્ય ઉમેરણ ગણવામાં આવે છે. વ્યાપક ટોક્સિકોલોજિકલ અભ્યાસોએ દર્શાવ્યું છે કે ભલામણ કરેલ માત્રામાં CMC માનવ શરીર માટે હાનિકારક છે. CMC કુદરતી સેલ્યુલોઝ પર આધારિત વ્યુત્પન્ન હોવાથી અને તેમાં સારી બાયોડિગ્રેડબિલિટી છે, તે પર્યાવરણમાં પ્રમાણમાં મૈત્રીપૂર્ણ છે અને સુક્ષ્મસજીવો દ્વારા તેનું અધોગતિ થઈ શકે છે.

MC ને સલામત ઉમેરણ પણ ગણવામાં આવે છે અને તેનો વ્યાપકપણે દવાઓ, ખોરાક અને સૌંદર્ય પ્રસાધનોમાં ઉપયોગ થાય છે. તેની બિન-આયનીય પ્રકૃતિ તેને વિવો અને ઇન વિટ્રોમાં અત્યંત સ્થિર બનાવે છે. જોકે MC એ CMC જેટલું બાયોડિગ્રેડેબલ નથી, તે ચોક્કસ પરિસ્થિતિઓમાં સુક્ષ્મસજીવો દ્વારા ડિગ્રેડેશન કરવામાં પણ સક્ષમ છે.

જો કે કાર્બોક્સિમિથાઈલ સેલ્યુલોઝ અને મિથાઈલ સેલ્યુલોઝ બંને કુદરતી સેલ્યુલોઝમાંથી ઉતરી આવ્યા છે, તેમ છતાં તેમની વિવિધ રાસાયણિક રચનાઓ, ભૌતિક ગુણધર્મો અને એપ્લિકેશન ક્ષેત્રોને કારણે વ્યવહારિક એપ્લિકેશનમાં તેમની અલગ અલગ લાક્ષણિકતાઓ છે. CMC તેની સારી પાણીની દ્રાવ્યતા, ઘટ્ટ અને સસ્પેન્શન ગુણધર્મોને કારણે ખોરાક, ફાર્માસ્યુટિકલ અને ઔદ્યોગિક ક્ષેત્રોમાં વ્યાપકપણે ઉપયોગમાં લેવાય છે, જ્યારે MC તેના થર્મલ જેલ ગુણધર્મો અને સ્થિરતાને કારણે બાંધકામ, ફાર્માસ્યુટિકલ અને ખાદ્ય ઉદ્યોગોમાં મહત્વપૂર્ણ સ્થાન ધરાવે છે. બંને આધુનિક ઉદ્યોગમાં અનન્ય એપ્લિકેશન ધરાવે છે, અને બંને લીલા અને પર્યાવરણને અનુકૂળ સામગ્રી છે.