Karboxýmetýl sellulósa (CMC) og metýlsellulósa (MC) eru tvær sellulósaafleiður sem eru mikið notaðar í mörgum atvinnugreinum. Þrátt fyrir að þau séu bæði unnin úr náttúrulegum sellulósa, vegna mismunandi efnabreytingarferla, hafa CMC og MC verulegan mun á efnafræðilegri uppbyggingu, eðlis- og efnafræðilegum eiginleikum og notkunarsviðum.
1. Heimild og grunnyfirlit
Karboxýmetýlsellulósa (CMC) er framleitt með því að hvarfa náttúrulegan sellulósa við klórediksýru eftir basameðferð. Það er anjónísk vatnsleysanleg sellulósaafleiða. CMC er venjulega til í formi natríumsalts, svo það er einnig kallað natríumkarboxýmetýl sellulósa (Na-CMC). Vegna góðs leysni og aðlögunar á seigju er CMC mikið notað í matvæla-, lyfja-, olíuborunum, textíl- og pappírsiðnaði.
Metýlsellulósa (MC) er framleiddur með því að metýlera sellulósa með metýlklóríði (eða öðrum metýlerandi hvarfefnum). Það er ójónuð sellulósaafleiða. MC hefur varma hlaup eiginleika, lausnin storknar við hitun og leysist upp við kælingu. Vegna einstakra eiginleika þess er MC mikið notað í byggingarefni, lyfjablöndur, húðun, matvæli og aðrar atvinnugreinar.
2. Efnafræðileg uppbygging
Grunnbygging CMC er innleiðing karboxýmetýlhóps (–CH2COOH) á glúkósaeiningu β-1,4-glúkósíðtengis sellulósa. Þessi karboxýlhópur gerir hann anjónískan. Sameindabygging CMC hefur mikinn fjölda natríumkarboxýlathópa. Þessir hópar eru auðveldlega sundraðir í vatni, sem gerir CMC sameindirnar neikvætt hlaðnar og gefur því góða vatnsleysni og þykknandi eiginleika.
Sameindabygging MC er innleiðing metoxýhópa (–OCH3) í sellulósasameindirnar og þessir metoxýhópar koma í stað hluta hýdroxýlhópanna í sellulósasameindunum. Það eru engir jónaðir hópar í MC uppbyggingunni, svo það er ójónað, sem þýðir að það sundrast ekki eða hlaðast í lausn. Einstakir varma hlaup eiginleikar þess stafa af nærveru þessara metoxýhópa.
3. Leysni og eðliseiginleikar
CMC hefur góða leysni í vatni og getur fljótt leyst upp í köldu vatni til að mynda gagnsæjan seigfljótandi vökva. Þar sem það er anjónísk fjölliða er leysni CMC fyrir áhrifum af jónastyrk og pH gildi vatns. Í saltríku umhverfi eða sterkum sýruskilyrðum mun leysni og stöðugleiki CMC minnka. Að auki er seigja CMC tiltölulega stöðug við mismunandi hitastig.
Leysni MC í vatni fer eftir hitastigi. Það er hægt að leysa það upp í köldu vatni en myndar hlaup þegar það er hitað. Þessi hitauppstreymiseiginleiki gerir MC kleift að gegna sérstökum hlutverkum í matvælaiðnaði og byggingarefnum. Seigja MC minnkar þegar hitastigið eykst og það hefur góða mótstöðu gegn ensímniðurbroti og stöðugleika.
4. Eiginleikar seigju
Seigja CMC er einn mikilvægasti eðliseiginleiki þess. Seigjan er nátengd mólþunga þess og skiptingarstigi. Seigja CMC lausnar hefur góða stillanleika, venjulega framleiðir hærri seigju við lágan styrk (1%-2%), svo það er oft notað sem þykkingarefni, sveiflujöfnun og sviflausn.
Seigja MC tengist einnig mólþunga þess og skiptingarstigi. MC með mismunandi stigum skiptingar hefur mismunandi seigjueiginleika. MC hefur einnig góð þykknunaráhrif í lausninni, en þegar hún er hituð upp í ákveðið hitastig mun MC lausnin hlaupa. Þessi hlaupareiginleiki er mikið notaður í byggingariðnaði (svo sem gifsi, sement) og matvælavinnslu (eins og þykknun, filmumyndun osfrv.).
5. Umsóknarsvæði
CMC er almennt notað sem þykkingarefni, ýruefni, sveiflujöfnun og sviflausn í matvælaiðnaði. Til dæmis, í ís, jógúrt og ávaxtadrykkjum, getur CMC í raun komið í veg fyrir aðskilnað innihaldsefna og bætt bragðið og stöðugleika vörunnar. Í jarðolíuiðnaðinum er CMC notað sem leðjumeðferðarefni til að hjálpa til við að stjórna vökva og vökvatapi borvökva. Að auki er CMC einnig notað til að breyta kvoða í pappírsiðnaði og sem límmiðill í textíliðnaði.
MC er mikið notað í byggingariðnaði, sérstaklega í þurrmúr, flísalím og kíttiduft. Sem þykkingarefni og vatnsheldur efni getur MC bætt byggingarframmistöðu og bindingarstyrk. Í lyfjaiðnaðinum er MC notað sem töflubindiefni, efni með viðvarandi losun og efni í hylkisvegg. Hitahlaupareiginleikar þess gera stýrða losun í ákveðnum samsetningum. Að auki er MC einnig notað í matvælaiðnaði sem þykkingarefni, sveiflujöfnun og ýruefni fyrir mat, svo sem sósur, fyllingar, brauð o.fl.
6. Öryggi og lífbrjótanleiki
CMC er talið öruggt matvælaaukefni. Umfangsmiklar eiturefnafræðilegar rannsóknir hafa sýnt að CMC er skaðlaust mannslíkamanum við ráðlagðan skammt. Þar sem CMC er afleiða byggð á náttúrulegum sellulósa og hefur gott niðurbrjótanleika, er það tiltölulega vingjarnlegt í umhverfinu og getur brotnað niður af örverum.
MC er einnig talið öruggt aukefni og er mikið notað í lyfjum, matvælum og snyrtivörum. Ójónað eðli þess gerir það mjög stöðugt in vivo og in vitro. Þrátt fyrir að MC sé ekki eins lífbrjótanlegt og CMC, þá er það líka hægt að brjóta það niður af örverum við sérstakar aðstæður.
Þrátt fyrir að karboxýmetýlsellulósa og metýlsellulósa séu báðir fengnir úr náttúrulegum sellulósa, hafa þeir mismunandi eiginleika í hagnýtri notkun vegna mismunandi efnafræðilegrar uppbyggingar, eðlisfræðilegra eiginleika og notkunarsviða. CMC er mikið notað á matvæla-, lyfja- og iðnaðarsviðum vegna góðs vatnsleysni, þykknunar og sviflausnareiginleika, en MC gegnir mikilvægri stöðu í byggingar-, lyfja- og matvælaiðnaði vegna hitauppstreymiseiginleika og stöðugleika. Báðir hafa einstaka notkun í nútíma iðnaði og bæði eru græn og umhverfisvæn efni.
Pósttími: 18-10-2024