Карбоксиметил целулоза (CMC) и метил целулоза (MC) се два деривати на целулоза широко користени во многу индустрии. Иако и двете се добиени од природна целулоза, поради различните процеси на хемиска модификација, CMC и MC имаат значителни разлики во хемиската структура, физичките и хемиските својства и полињата на примена.
1. Извор и основен преглед
Карбоксиметилцелулозата (CMC) се подготвува со реакција на природна целулоза со хлороцетна киселина по третман со алкали. Тоа е анјонски дериват на целулоза растворлив во вода. CMC обично постои во форма на натриумова сол, па затоа се нарекува и натриум карбоксиметил целулоза (Na-CMC). Поради добрата растворливост и функцијата за прилагодување на вискозноста, CMC е широко користен во прехранбената, фармацевтската, дупчење нафта, текстилната и индустријата за хартија.
Метилцелулозата (MC) се подготвува со метилирање на целулоза со метил хлорид (или други метилирачки реагенси). Тоа е нејонски дериват на целулоза. MC има својства на термички гел, растворот се зацврстува кога се загрева и се раствора кога се лади. Поради своите уникатни својства, MC е широко користен во градежни материјали, фармацевтски препарати, премази, прехранбени и други индустрии.
2. Хемиска структура
Основната структура на CMC е воведувањето на карбоксиметил група (–CH2COOH) на гликозната единица на β-1,4-глукозидната врска на целулозата. Оваа карбоксилна група ја прави анјонска. Молекуларната структура на CMC има голем број на натриум карбоксилат групи. Овие групи лесно се дисоцираат во вода, што ги прави CMC молекулите негативно наелектризирани, со што добиваат добра растворливост во вода и својства за згуснување.
Молекуларната структура на MC е воведување на метокси групи (-OCH3) во молекулите на целулоза, а овие метокси групи заменуваат дел од хидроксилните групи во молекулите на целулоза. Нема јонизирани групи во структурата на MC, па затоа е нејонска, што значи дека не се дисоцира или не се наелектризира во раствор. Неговите уникатни својства на термички гел се предизвикани од присуството на овие метокси групи.
3. Растворливост и физички својства
CMC има добра растворливост во вода и може брзо да се раствори во ладна вода за да формира проѕирна вискозна течност. Бидејќи е анјонски полимер, растворливоста на CMC е под влијание на јонската јачина и pH вредноста на водата. Во средини со висока содржина на сол или силни киселински услови, растворливоста и стабилноста на CMC ќе се намалат. Покрај тоа, вискозноста на CMC е релативно стабилна на различни температури.
Растворливоста на MC во вода зависи од температурата. Може да се раствори во ладна вода, но ќе формира гел кога ќе се загрее. Ова својство на термички гел му овозможува на MC да игра специјални функции во прехранбената индустрија и градежните материјали. Вискозноста на MC се намалува како што се зголемува температурата и има добра отпорност на ензимска деградација и стабилност.
4. Карактеристики на вискозност
Вискозноста на CMC е едно од неговите најважни физички својства. Вискозноста е тесно поврзана со неговата молекуларна тежина и степенот на замена. Вискозноста на растворот CMC има добра приспособливост, обично произведува поголема вискозност при мала концентрација (1%-2%), па затоа често се користи како згуснувач, стабилизатор и средство за суспендирање.
Вискозноста на MC е исто така поврзана со неговата молекуларна тежина и степенот на замена. MC со различни степени на замена има различни карактеристики на вискозност. MC, исто така, има добар ефект на згуснување во растворот, но кога ќе се загрее на одредена температура, растворот MC ќе гел. Ова својство на желати е широко користено во градежната индустрија (како што се гипс, цемент) и преработка на храна (Како што се задебелување, формирање филм, итн.).
5. Области за примена
CMC најчесто се користи како згуснувач, емулгатор, стабилизатор и средство за суспендирање во прехранбената индустрија. На пример, во сладолед, јогурт и овошни пијалоци, CMC може ефикасно да го спречи одвојувањето на состојките и да го подобри вкусот и стабилноста на производот. Во нафтената индустрија, CMC се користи како средство за третман на кал за да помогне во контролата на флуидноста и загубата на течности на течностите за дупчење. Покрај тоа, CMC се користи и за модификација на целулоза во индустријата за хартија и како средство за димензионирање во текстилната индустрија.
MC е широко користен во градежната индустрија, особено во суви малтери, лепила за плочки и прашоци за кит. Како средство за згуснување и средство за задржување вода, MC може да ги подобри градежните перформанси и силата на сврзување. Во фармацевтската индустрија, MC се користи како врзива за таблети, материјали со продолжено ослободување и материјали за ѕидот на капсулата. Неговите својства на термогелирање овозможуваат контролирано ослободување во одредени формулации. Покрај тоа, MC се користи и во прехранбената индустрија како згуснувач, стабилизатор и емулгатор за храна, како што се сосови, филови, леб и сл.
6. Безбедност и биоразградливост
CMC се смета за безбеден додаток на храна. Опсежните токсиколошки студии покажаа дека CMC е безопасен за човечкото тело во препорачаната доза. Бидејќи CMC е дериват базиран на природна целулоза и има добра биоразградливост, тој е релативно пријателски настроен кон животната средина и може да се разгради од микроорганизми.
MC исто така се смета за безбеден додаток и широко се користи во лекови, храна и козметика. Неговата нејонска природа го прави високо стабилен in vivo и in vitro. Иако MC не е биоразградлив како CMC, тој исто така може да се разградува од микроорганизми под специфични услови.
Иако карбоксиметил целулозата и метил целулозата се добиени од природна целулоза, тие имаат различни карактеристики во практична примена поради нивните различни хемиски структури, физички својства и полиња на примена. CMC е широко користен во прехранбената, фармацевтската и индустриската област поради добрата растворливост во вода, задебелување и суспензија, додека MC зазема важна позиција во градежништвото, фармацевтската и прехранбената индустрија поради неговите својства на термички гел и стабилност. И двете имаат уникатна примена во модерната индустрија, и двата се зелени и еколошки материјали.
Време на објавување: 18-10-2024 година