कार्बोक्सिमिथाइलसेलुलोज और मिथाइलसेलुलोज के बीच क्या अंतर है?

कार्बोक्सिमिथाइल सेल्युलोज़ (सीएमसी) और मिथाइल सेल्युलोज़ (एमसी) दो सेल्युलोज़ डेरिवेटिव हैं जिनका व्यापक रूप से कई उद्योगों में उपयोग किया जाता है। यद्यपि वे दोनों प्राकृतिक सेलूलोज़ से प्राप्त हुए हैं, विभिन्न रासायनिक संशोधन प्रक्रियाओं के कारण, सीएमसी और एमसी में रासायनिक संरचना, भौतिक और रासायनिक गुणों और अनुप्रयोग क्षेत्रों में महत्वपूर्ण अंतर हैं।

1. स्रोत और बुनियादी सिंहावलोकन
कार्बोक्सिमिथाइलसेलुलोज (सीएमसी) क्षार उपचार के बाद क्लोरोएसेटिक एसिड के साथ प्राकृतिक सेलूलोज़ की प्रतिक्रिया करके तैयार किया जाता है। यह एक आयनिक पानी में घुलनशील सेलूलोज़ व्युत्पन्न है। सीएमसी आमतौर पर सोडियम नमक के रूप में मौजूद होता है, इसलिए इसे सोडियम कार्बोक्सिमिथाइल सेल्युलोज (Na-CMC) भी कहा जाता है। अपनी अच्छी घुलनशीलता और चिपचिपाहट समायोजन कार्य के कारण, सीएमसी का व्यापक रूप से भोजन, दवा, तेल ड्रिलिंग, कपड़ा और कागज उद्योगों में उपयोग किया जाता है।

मिथाइलसेलुलोज (एमसी) मिथाइल क्लोराइड (या अन्य मिथाइलेटिंग अभिकर्मकों) के साथ मिथाइलेटिंग सेलूलोज़ द्वारा तैयार किया जाता है। यह एक गैर-आयनिक सेलूलोज़ व्युत्पन्न है। एमसी में थर्मल जेल गुण होते हैं, घोल गर्म होने पर जम जाता है और ठंडा होने पर घुल जाता है। अपने अद्वितीय गुणों के कारण, एमसी का व्यापक रूप से निर्माण सामग्री, दवा तैयारियों, कोटिंग्स, भोजन और अन्य उद्योगों में उपयोग किया जाता है।

2. रासायनिक संरचना
सीएमसी की मूल संरचना सेल्युलोज के β-1,4-ग्लूकोसिडिक बंधन की ग्लूकोज इकाई पर एक कार्बोक्सिमिथाइल समूह (-CH2COOH) की शुरूआत है। यह कार्बोक्सिल समूह इसे आयनिक बनाता है। सीएमसी की आणविक संरचना में बड़ी संख्या में सोडियम कार्बोक्जिलेट समूह हैं। ये समूह पानी में आसानी से अलग हो जाते हैं, जिससे सीएमसी अणु नकारात्मक रूप से चार्ज हो जाते हैं, जिससे इसे पानी में अच्छी घुलनशीलता और गाढ़ा करने के गुण मिलते हैं।

एमसी की आणविक संरचना सेल्यूलोज अणुओं में मेथॉक्सी समूहों (-OCH3) का परिचय है, और ये मेथॉक्सी समूह सेल्यूलोज अणुओं में हाइड्रॉक्सिल समूहों के हिस्से को प्रतिस्थापित करते हैं। एमसी संरचना में कोई आयनित समूह नहीं हैं, इसलिए यह गैर-आयनिक है, जिसका अर्थ है कि यह समाधान में अलग नहीं होता है या चार्ज नहीं होता है। इसके अद्वितीय थर्मल जेल गुण इन मेथॉक्सी समूहों की उपस्थिति के कारण होते हैं।

3. घुलनशीलता और भौतिक गुण
सीएमसी की पानी में घुलनशीलता अच्छी है और यह ठंडे पानी में तेजी से घुलकर एक पारदर्शी चिपचिपा तरल बना सकता है। चूंकि यह एक आयनिक बहुलक है, सीएमसी की घुलनशीलता पानी की आयनिक शक्ति और पीएच मान से प्रभावित होती है। उच्च नमक वाले वातावरण या मजबूत एसिड स्थितियों में, सीएमसी की घुलनशीलता और स्थिरता कम हो जाएगी। इसके अलावा, सीएमसी की चिपचिपाहट विभिन्न तापमानों पर अपेक्षाकृत स्थिर होती है।

पानी में एमसी की घुलनशीलता तापमान पर निर्भर करती है। इसे ठंडे पानी में घोला जा सकता है लेकिन गर्म करने पर यह जेल बन जाएगा। यह थर्मल जेल संपत्ति एमसी को खाद्य उद्योग और निर्माण सामग्री में विशेष कार्य करने में सक्षम बनाती है। तापमान बढ़ने पर एमसी की चिपचिपाहट कम हो जाती है, और इसमें एंजाइमैटिक क्षरण और स्थिरता के लिए अच्छा प्रतिरोध होता है।

4. चिपचिपाहट विशेषताएँ
सीएमसी की चिपचिपाहट इसके सबसे महत्वपूर्ण भौतिक गुणों में से एक है। चिपचिपाहट का उसके आणविक भार और प्रतिस्थापन की डिग्री से गहरा संबंध है। सीएमसी समाधान की चिपचिपाहट में अच्छी समायोजन क्षमता होती है, जो आमतौर पर कम सांद्रता (1% -2%) पर उच्च चिपचिपाहट पैदा करती है, इसलिए इसे अक्सर गाढ़ा करने वाले, स्थिर करने वाले और निलंबित करने वाले एजेंट के रूप में उपयोग किया जाता है।

एमसी की चिपचिपाहट उसके आणविक भार और प्रतिस्थापन की डिग्री से भी संबंधित है। प्रतिस्थापन की विभिन्न डिग्री वाले एमसी में अलग-अलग चिपचिपाहट विशेषताएँ होती हैं। घोल में एमसी का गाढ़ा करने का अच्छा प्रभाव होता है, लेकिन एक निश्चित तापमान तक गर्म करने पर एमसी घोल जेल हो जाएगा। इस गेलिंग गुण का व्यापक रूप से निर्माण उद्योग (जैसे जिप्सम, सीमेंट) और खाद्य प्रसंस्करण (जैसे गाढ़ा करना, फिल्म निर्माण, आदि) में उपयोग किया जाता है।

5. आवेदन क्षेत्र
सीएमसी का उपयोग आमतौर पर खाद्य उद्योग में थिकनर, इमल्सीफायर, स्टेबलाइजर और सस्पेंडिंग एजेंट के रूप में किया जाता है। उदाहरण के लिए, आइसक्रीम, दही और फलों के पेय में, सीएमसी प्रभावी ढंग से घटक पृथक्करण को रोक सकता है और उत्पाद के स्वाद और स्थिरता में सुधार कर सकता है। पेट्रोलियम उद्योग में, ड्रिलिंग तरल पदार्थों की तरलता और तरल हानि को नियंत्रित करने में मदद के लिए सीएमसी का उपयोग मिट्टी उपचार एजेंट के रूप में किया जाता है। इसके अलावा, सीएमसी का उपयोग कागज उद्योग में लुगदी संशोधन और कपड़ा उद्योग में आकार देने वाले एजेंट के रूप में भी किया जाता है।

एमसी का व्यापक रूप से निर्माण उद्योग में उपयोग किया जाता है, विशेष रूप से सूखे मोर्टार, टाइल चिपकने वाले और पुट्टी पाउडर में। गाढ़ा करने वाले एजेंट और पानी बनाए रखने वाले एजेंट के रूप में, एमसी निर्माण प्रदर्शन और बॉन्डिंग ताकत में सुधार कर सकता है। फार्मास्युटिकल उद्योग में, एमसी का उपयोग टैबलेट बाइंडर्स, निरंतर-रिलीज़ सामग्री और कैप्सूल दीवार सामग्री के रूप में किया जाता है। इसके थर्मोजेलिंग गुण कुछ फॉर्मूलेशन में नियंत्रित रिलीज को सक्षम बनाते हैं। इसके अलावा, एमसी का उपयोग खाद्य उद्योग में भोजन के लिए गाढ़ा करने वाले, स्टेबलाइजर और इमल्सीफायर के रूप में भी किया जाता है, जैसे सॉस, फिलिंग, ब्रेड आदि।

6. सुरक्षा और बायोडिग्रेडेबिलिटी
सीएमसी को एक सुरक्षित खाद्य योज्य माना जाता है। व्यापक विषविज्ञान अध्ययनों से पता चला है कि अनुशंसित खुराक पर सीएमसी मानव शरीर के लिए हानिरहित है। चूंकि सीएमसी प्राकृतिक सेलूलोज़ पर आधारित एक व्युत्पन्न है और इसमें अच्छी बायोडिग्रेडेबिलिटी है, यह पर्यावरण में अपेक्षाकृत अनुकूल है और सूक्ष्मजीवों द्वारा इसे नष्ट किया जा सकता है।

एमसी को एक सुरक्षित योजक भी माना जाता है और इसका व्यापक रूप से दवाओं, खाद्य पदार्थों और सौंदर्य प्रसाधनों में उपयोग किया जाता है। इसकी गैर-आयनिक प्रकृति इसे विवो और इन विट्रो में अत्यधिक स्थिर बनाती है। हालाँकि एमसी सीएमसी की तरह बायोडिग्रेडेबल नहीं है, लेकिन यह विशिष्ट परिस्थितियों में सूक्ष्मजीवों द्वारा भी नष्ट होने में सक्षम है।

हालाँकि कार्बोक्सिमिथाइल सेल्युलोज़ और मिथाइल सेल्युलोज़ दोनों प्राकृतिक सेल्युलोज़ से प्राप्त होते हैं, लेकिन उनकी विभिन्न रासायनिक संरचनाओं, भौतिक गुणों और अनुप्रयोग क्षेत्रों के कारण व्यावहारिक अनुप्रयोगों में उनकी अलग-अलग विशेषताएं हैं। सीएमसी का उपयोग पानी में अच्छी घुलनशीलता, गाढ़ा करने और सस्पेंशन गुणों के कारण भोजन, फार्मास्युटिकल और औद्योगिक क्षेत्रों में व्यापक रूप से किया जाता है, जबकि एमसी अपने थर्मल जेल गुणों और स्थिरता के कारण निर्माण, फार्मास्युटिकल और खाद्य उद्योगों में एक महत्वपूर्ण स्थान रखता है। दोनों का आधुनिक उद्योग में अद्वितीय अनुप्रयोग है, और दोनों ही हरे और पर्यावरण के अनुकूल सामग्री हैं।