Karboksimetilceliuliozė (CMC) ir hidroksietilceliuliozė (HEC) yra du įprasti celiuliozės dariniai, plačiai naudojami maisto, medicinos, kosmetikos, statybinių medžiagų ir kitose srityse. Nors jie abu yra gauti iš natūralios celiuliozės ir gaunami cheminio modifikavimo būdu, yra akivaizdžių cheminės struktūros, fizikinių ir cheminių savybių, taikymo sričių ir funkcinio poveikio skirtumų.
1. Cheminė struktūra
Pagrindinė karboksimetilceliuliozės (CMC) struktūrinė ypatybė yra ta, kad hidroksilo grupės celiuliozės molekulėse pakeičiamos karboksimetilo (-CH2COOH) grupėmis. Dėl šios cheminės modifikacijos CMC labai tirpsta vandenyje, ypač vandenyje, kad susidarytų klampus koloidinis tirpalas. Jo tirpalo klampumas yra glaudžiai susijęs su jo pakeitimo laipsniu (ty karboksimetilo pakeitimo laipsniu).
Hidroksietilceliuliozė (HEC) susidaro pakeičiant celiuliozės hidroksilo grupes hidroksietilu (-CH2CH2OH). Hidroksietilo grupė HEC molekulėje padidina celiuliozės tirpumą vandenyje ir hidrofiliškumą, tam tikromis sąlygomis gali sudaryti gelį. Ši struktūra leidžia HEC parodyti gerą tirštinimo, suspensijos ir stabilizavimo poveikį vandeniniame tirpale.
2. Fizinės ir cheminės savybės
Tirpumas vandenyje:
CMC gali būti visiškai ištirpintas tiek šaltame, tiek karštame vandenyje, kad susidarytų skaidrus arba permatomas koloidinis tirpalas. Jo tirpalas turi didelį klampumą, o klampumas kinta priklausomai nuo temperatūros ir pH vertės. HEC taip pat gali būti ištirpinamas šaltame ir karštame vandenyje, tačiau, palyginti su CMC, jo tirpimo greitis yra lėtesnis ir užtrunka ilgiau, kad susidarytų vienodas tirpalas. HEC tirpalo klampumas yra palyginti mažas, tačiau jis turi geresnį atsparumą druskai ir stabilumą.
Klampumo reguliavimas:
CMC klampumą lengvai įtakoja pH vertė. Paprastai jis yra didesnis neutraliomis arba šarminėmis sąlygomis, tačiau klampumas smarkiai sumažės esant stiprioms rūgštinėms sąlygoms. HEC klampumą mažiau veikia pH vertė, jis turi platesnį pH stabilumo diapazoną ir yra tinkamas naudoti įvairiomis rūgštinėmis ir šarminėmis sąlygomis.
Atsparumas druskai:
CMC yra labai jautrus druskai, o druskos buvimas žymiai sumažins jos tirpalo klampumą. Kita vertus, HEC pasižymi dideliu atsparumu druskai ir vis tiek gali išlaikyti gerą tirštinimo efektą daug druskos turinčioje aplinkoje. Todėl HEC turi akivaizdžių pranašumų sistemose, kuriose reikia naudoti druskas.
3. Taikymo sritys
Maisto pramonė:
CMC plačiai naudojamas maisto pramonėje kaip tirštiklis, stabilizatorius ir emulsiklis. Pavyzdžiui, tokiuose produktuose kaip ledai, gėrimai, uogienės ir padažai, CMC gali pagerinti produkto skonį ir stabilumą. Maisto pramonėje HEC naudojamas gana retai ir daugiausia naudojamas kai kuriuose gaminiuose, kuriems taikomi specialūs reikalavimai, pavyzdžiui, mažo kaloringumo maisto produktuose ir specialiuose maisto papilduose.
Medicina ir kosmetika:
Dėl gero biologinio suderinamumo ir saugumo CMC dažnai naudojamas ruošiant ilgalaikio atpalaidavimo vaistus, akių skysčius ir kt. HEC plačiai naudojamas kosmetikoje, pavyzdžiui, losjonuose, kremuose ir šampūnuose dėl puikių plėvelę formuojančių ir drėkinančių savybių, kurios gali užtikrinti gerą pojūtį ir drėkinamąjį poveikį.
Statybinės medžiagos:
Statybinėse medžiagose CMC ir HEC gali būti naudojami kaip tirštikliai ir vandens sulaikikliai, ypač cemento ir gipso pagrindo medžiagose. HEC yra plačiau naudojamas statybinėse medžiagose dėl gero atsparumo druskai ir stabilumo, o tai gali pagerinti medžiagų konstrukcines charakteristikas ir ilgaamžiškumą.
Naftos gavyba:
Alyvos gavybos metu CMC, kaip gręžimo skysčio priedas, gali veiksmingai kontroliuoti purvo klampumą ir vandens praradimą. Dėl savo puikaus atsparumo druskai ir tirštinimo savybių HEC tapo svarbiu naftos telkinių cheminių medžiagų komponentu, naudojamu gręžimo ir ardymo skysčiuose, siekiant pagerinti veiklos efektyvumą ir ekonominę naudą.
4. Aplinkos apsauga ir biologinis skaidomumas
Tiek CMC, tiek HEC yra gauti iš natūralios celiuliozės, pasižymi geru biologiniu skaidymu ir ekologiškumu. Natūralioje aplinkoje mikroorganizmai gali juos suardyti, kad susidarytų nekenksmingos medžiagos, tokios kaip anglies dioksidas ir vanduo, taip sumažinant aplinkos taršą. Be to, kadangi jie yra netoksiški ir nekenksmingi, jie plačiai naudojami gaminiuose, kurie tiesiogiai liečiasi su žmogaus organizmu, pavyzdžiui, maiste, medicinoje ir kosmetikoje.
Nors karboksimetilceliuliozė (CMC) ir hidroksietilceliuliozė (HEC) yra celiuliozės dariniai, jų cheminė struktūra, fizikinės ir cheminės savybės, taikymo sritis ir funkcinis poveikis labai skiriasi. Dėl didelio klampumo ir jautrumo aplinkos poveikiui CMC plačiai naudojamas maisto, medicinos, naftos gavybos ir kitose srityse. Tačiau dėl puikaus atsparumo druskai, stabilumo ir plėvelę formuojančių savybių HEC plačiau naudojamas kosmetikoje, statybinėse medžiagose ir kt. Renkantis jį naudoti, būtina pasirinkti tinkamiausią celiuliozės darinį pagal konkretų panaudojimo scenarijų ir poreikius, kad būtų pasiektas geriausias panaudojimo efektas.
Paskelbimo laikas: 2024-08-21