Карбоксиметил целлюлоза (CMC) және гидроксиэтил целлюлоза (HEC) тамақ, медицина, косметика, құрылыс материалдары және басқа салаларда кеңінен қолданылатын екі жалпы целлюлоза туындылары болып табылады. Олардың екеуі де табиғи целлюлозадан алынған және химиялық модификация арқылы алынғанымен, химиялық құрылымында, физика-химиялық қасиеттерінде, қолдану өрістерінде және функционалдық әсерлерінде айқын айырмашылықтар бар.
1. Химиялық құрылымы
Карбоксиметилцеллюлозаның (КМС) негізгі құрылымдық ерекшелігі целлюлоза молекулаларындағы гидроксил топтары карбоксиметил (-CH2COOH) топтарымен ауыстырылады. Бұл химиялық модификация CMC-ны суда өте еритін етеді, әсіресе суда тұтқыр коллоидты ерітінді түзеді. Оның ерітіндісінің тұтқырлығы оның орын басу дәрежесімен (яғни карбоксиметилді алмастыру дәрежесі) тығыз байланысты.
Гидроксиэтилцеллюлоза (HEC) целлюлозадағы гидроксил топтарының гидроксиэтилмен (-CH2CH2OH) алмастырылуы арқылы түзіледі. ГЭК молекуласындағы гидроксиэтил тобы целлюлозаның суда ерігіштігін және гидрофильділігін арттырады, белгілі бір жағдайларда гель түзе алады. Бұл құрылым HEC-ке сулы ерітіндіде жақсы қоюландыру, суспензия және тұрақтандыру әсерлерін көрсетуге мүмкіндік береді.
2. Физикалық және химиялық қасиеттері
Суда ерігіштігі:
CMC мөлдір немесе мөлдір коллоидты ерітіндіні қалыптастыру үшін суық және ыстық суда толығымен ерітілуі мүмкін. Оның ерітіндісі жоғары тұтқырлыққа ие, ал тұтқырлық температура мен рН мәніне байланысты өзгереді. HEC-ті суық және ыстық суда да ерітуге болады, бірақ CMC-мен салыстырғанда оның еру жылдамдығы баяу және біркелкі ерітіндіні қалыптастыру үшін ұзағырақ уақыт қажет. HEC ерітіндісінің тұтқырлығы салыстырмалы түрде төмен, бірақ оның тұзға төзімділігі мен тұрақтылығы жақсы.
Тұтқырлықты реттеу:
CMC тұтқырлығына рН мәні оңай әсер етеді. Ол әдетте бейтарап немесе сілтілі жағдайларда жоғары болады, бірақ қатты қышқылдық жағдайда тұтқырлық айтарлықтай төмендейді. HEC тұтқырлығы рН мәніне аз әсер етеді, рН тұрақтылығының кең диапазонына ие және әртүрлі қышқылдық және сілтілі жағдайларда қолдану үшін жарамды.
Тұзға төзімділік:
CMC тұзға өте сезімтал, ал тұздың болуы оның ерітіндісінің тұтқырлығын айтарлықтай төмендетеді. HEC, керісінше, күшті тұзға төзімділікті көрсетеді және әлі де жоғары тұзды ортада жақсы қоюландыру әсерін сақтай алады. Сондықтан, тұздарды пайдалануды талап ететін жүйелерде HEC айқын артықшылықтарға ие.
3. Қолдану аймақтары
Тамақ өнеркәсібі:
ЦМС тамақ өнеркәсібінде қоюлатқыш, тұрақтандырғыш және эмульгатор ретінде кеңінен қолданылады. Мысалы, балмұздақ, сусындар, джем және соустар сияқты өнімдерде CMC өнімнің дәмі мен тұрақтылығын жақсарта алады. HEC тамақ өнеркәсібінде салыстырмалы түрде сирек қолданылады және негізінен төмен калориялы тағамдар мен арнайы тағамдық қоспалар сияқты ерекше талаптары бар кейбір өнімдерде қолданылады.
Медицина және косметика:
CMC жақсы биоүйлесімділігі мен қауіпсіздігіне байланысты тұрақты босатылатын дәрілік таблеткаларды, көз сұйықтықтарын және т.б. дайындау үшін жиі пайдаланылады. HEC тамаша қабық түзетін және ылғалдандыратын қасиеттеріне байланысты лосьондар, кремдер және сусабындар сияқты косметикада кеңінен қолданылады, бұл жақсы сезім мен ылғалдандыру әсерін қамтамасыз етеді.
Құрылыс материалдары:
Құрылыс материалдарында CMC және HEC екеуі де, әсіресе цемент пен гипс негізіндегі материалдарда, қоюлатқыштар мен су ұстағыштар ретінде пайдаланылуы мүмкін. HEC жақсы тұзға төзімділігі мен тұрақтылығына байланысты құрылыс материалдарында кеңінен қолданылады, бұл құрылыс өнімділігі мен материалдардың беріктігін жақсарта алады.
Мұнай алу:
Мұнай өндіруде CMC бұрғылау сұйықтығына арналған қоспа ретінде лайдың тұтқырлығы мен су жоғалуын тиімді басқара алады. Тұзға төзімділігі мен қалыңдатқыш қасиеттерінің арқасында HEC жұмыс тиімділігі мен экономикалық тиімділікті арттыру үшін бұрғылау сұйықтығы мен жару сұйықтығында қолданылатын мұнай кәсіпшілігінің химиялық заттарының маңызды құрамдас бөлігі болды.
4. Қоршаған ортаны қорғау және биологиялық ыдырау
CMC және HEC екеуі де табиғи целлюлозадан алынған және жақсы биологиялық ыдырайтын және қоршаған ортаға зиянсыз. Табиғи ортада олар микроорганизмдердің әсерінен көмірқышқыл газы мен су сияқты зиянсыз заттарды шығару үшін ыдырауы мүмкін, бұл қоршаған ортаның ластануын азайтады. Сонымен қатар, олар улы емес және зиянсыз болғандықтан, олар тамақ, дәрі-дәрмек, косметика сияқты адам ағзасына тікелей әсер ететін өнімдерде кеңінен қолданылады.
Карбоксиметил целлюлоза (CMC) және гидроксиэтил целлюлоза (HEC) екеуі де целлюлозаның туындылары болғанымен, олардың химиялық құрылымы, физика-химиялық қасиеттері, қолдану өрістері және функционалдық әсерлері бойынша айтарлықтай айырмашылықтары бар. CMC жоғары тұтқырлығы мен қоршаған орта әсерлеріне бейімділігіне байланысты тамақ, медицина, мұнай өндіру және басқа салаларда кеңінен қолданылады. HEC, алайда, оның тамаша тұзға төзімділігі, тұрақтылығы және пленка түзу қасиеттеріне байланысты косметикада, құрылыс материалдарында және т.б. кеңінен қолданылады. Оны пайдалануды таңдаған кезде, қолданудың нақты сценарийіне сәйкес ең қолайлы целлюлоза туындысын таңдау қажет және ең жақсы пайдалану әсеріне қол жеткізу қажет.
Жіберу уақыты: 21 тамыз 2024 ж