कार्बोक्सीमेथिलसेल्युलोज आणि मिथाइलसेल्युलोजमध्ये काय फरक आहे?

कार्बोक्झिमेथिल सेल्युलोज (CMC) आणि मिथाइल सेल्युलोज (MC) हे दोन सेल्युलोज डेरिव्हेटिव्ह आहेत जे अनेक उद्योगांमध्ये मोठ्या प्रमाणावर वापरले जातात. जरी ते दोन्ही नैसर्गिक सेल्युलोजपासून प्राप्त झाले असले तरी, भिन्न रासायनिक बदल प्रक्रियेमुळे, CMC आणि MC मध्ये रासायनिक रचना, भौतिक आणि रासायनिक गुणधर्म आणि अनुप्रयोग फील्डमध्ये लक्षणीय फरक आहेत.

1. स्रोत आणि मूलभूत विहंगावलोकन
कार्बोक्झिमेथिलसेल्युलोज (CMC) अल्कली उपचारानंतर नैसर्गिक सेल्युलोजवर क्लोरोएसिटिक ऍसिडसह प्रतिक्रिया देऊन तयार केले जाते. हे एक anionic पाण्यात विरघळणारे सेल्युलोज व्युत्पन्न आहे. सीएमसी सहसा सोडियम मीठाच्या स्वरूपात अस्तित्वात असते, म्हणून त्याला सोडियम कार्बोक्झिमेथाइल सेल्युलोज (ना-सीएमसी) असेही म्हणतात. चांगल्या विद्राव्यता आणि स्निग्धता समायोजन कार्यामुळे, CMC अन्न, औषध, तेल ड्रिलिंग, कापड आणि कागद उद्योगांमध्ये मोठ्या प्रमाणावर वापरले जाते.

मेथिलसेल्युलोज (MC) हे मिथाइल क्लोराईड (किंवा इतर मिथिलेटिंग अभिकर्मक) सह मेथिलेटिंग सेल्युलोज तयार केले जाते. हे नॉन-आयनिक सेल्युलोज व्युत्पन्न आहे. MC मध्ये थर्मल जेल गुणधर्म आहेत, द्रावण गरम झाल्यावर घट्ट होते आणि थंड झाल्यावर विरघळते. त्याच्या अद्वितीय गुणधर्मांमुळे, एमसीचा वापर बांधकाम साहित्य, फार्मास्युटिकल तयारी, कोटिंग्ज, अन्न आणि इतर उद्योगांमध्ये मोठ्या प्रमाणावर केला जातो.

2. रासायनिक रचना
CMC ची मूळ रचना म्हणजे सेल्युलोजच्या β-1,4-ग्लुकोसिडिक बाँडच्या ग्लुकोज युनिटवर कार्बोक्झिमिथाइल गट (–CH2COOH) समाविष्ट करणे. हा कार्बोक्झिल गट त्याला ॲनिओनिक बनवतो. सीएमसीच्या आण्विक संरचनेत मोठ्या प्रमाणात सोडियम कार्बोक्झिलेट गट आहेत. हे गट पाण्यामध्ये सहजपणे विलग होतात, ज्यामुळे CMC रेणू नकारात्मक चार्ज होतात, त्यामुळे ते पाण्यामध्ये चांगली विद्राव्यता आणि घट्ट होण्याचे गुणधर्म देतात.

MC ची आण्विक रचना म्हणजे सेल्युलोज रेणूंमध्ये मेथॉक्सी गट (–OCH3) समाविष्ट करणे आणि हे मेथॉक्सी गट सेल्युलोज रेणूंमधील हायड्रॉक्सिल गटांचा भाग बदलतात. MC संरचनेत कोणतेही आयनीकृत गट नाहीत, म्हणून ते नॉन-आयनिक आहे, म्हणजे ते विलग होत नाही किंवा द्रावणात चार्ज होत नाही. त्याचे अद्वितीय थर्मल जेल गुणधर्म या मेथॉक्सी गटांच्या उपस्थितीमुळे होतात.

3. विद्राव्यता आणि भौतिक गुणधर्म
CMC ची पाण्यात चांगली विद्राव्यता असते आणि ते थंड पाण्यात त्वरीत विरघळून पारदर्शक चिकट द्रव बनवते. हे ॲनिओनिक पॉलिमर असल्याने, CMC ची विद्राव्यता पाण्याच्या आयनिक शक्ती आणि pH मूल्यामुळे प्रभावित होते. उच्च-मीठ वातावरणात किंवा मजबूत आम्ल परिस्थितीत, CMC ची विद्राव्यता आणि स्थिरता कमी होईल. याव्यतिरिक्त, सीएमसीची चिकटपणा वेगवेगळ्या तापमानात तुलनेने स्थिर आहे.

पाण्यात एमसीची विद्राव्यता तापमानावर अवलंबून असते. ते थंड पाण्यात विरघळले जाऊ शकते परंतु गरम केल्यावर जेल तयार होईल. ही थर्मल जेल गुणधर्म MC ला अन्न उद्योग आणि बांधकाम साहित्यात विशेष कार्ये करण्यास सक्षम करते. तापमान वाढल्याने MC ची स्निग्धता कमी होते आणि एन्झाईमॅटिक डिग्रेडेशन आणि स्थिरतेस त्याचा चांगला प्रतिकार असतो.

4. स्निग्धता वैशिष्ट्ये
CMC ची स्निग्धता हा त्याच्या सर्वात महत्वाच्या भौतिक गुणधर्मांपैकी एक आहे. स्निग्धता त्याच्या आण्विक वजन आणि प्रतिस्थापनाच्या डिग्रीशी जवळून संबंधित आहे. CMC सोल्यूशनच्या स्निग्धतामध्ये चांगली समायोजनक्षमता असते, सामान्यत: कमी एकाग्रतेमध्ये (1%-2%) जास्त स्निग्धता निर्माण करते, म्हणून ते सहसा जाडसर, स्टेबलायझर आणि सस्पेंडिंग एजंट म्हणून वापरले जाते.

MC ची स्निग्धता त्याच्या आण्विक वजन आणि प्रतिस्थापनाच्या डिग्रीशी देखील संबंधित आहे. प्रतिस्थापनाच्या विविध अंशांसह एमसीमध्ये भिन्न स्निग्धता वैशिष्ट्ये आहेत. एमसीचा द्रावणात चांगला घट्ट होण्याचा प्रभाव देखील असतो, परंतु विशिष्ट तापमानाला गरम केल्यावर, एमसी द्रावण जेल होईल. ही जेलिंग प्रॉपर्टी बांधकाम उद्योगात (जसे की जिप्सम, सिमेंट) आणि अन्न प्रक्रिया (जसे की घट्ट करणे, फिल्म तयार करणे इ.) मध्ये मोठ्या प्रमाणावर वापरली जाते.

5. अर्ज क्षेत्रे
अन्न उद्योगात सीएमसीचा वापर सामान्यतः जाडसर, इमल्सीफायर, स्टॅबिलायझर आणि सस्पेंडिंग एजंट म्हणून केला जातो. उदाहरणार्थ, आइस्क्रीम, दही आणि फळांच्या पेयांमध्ये, सीएमसी घटक वेगळे करणे प्रभावीपणे रोखू शकते आणि उत्पादनाची चव आणि स्थिरता सुधारू शकते. पेट्रोलियम उद्योगात, ड्रिलिंग द्रवपदार्थांची तरलता आणि द्रव नुकसान नियंत्रित करण्यासाठी CMC चा वापर चिखल उपचार एजंट म्हणून केला जातो. याव्यतिरिक्त, सीएमसीचा वापर कागद उद्योगात लगदा सुधारण्यासाठी आणि कापड उद्योगात आकारमान एजंट म्हणून केला जातो.

बांधकाम उद्योगात एमसीचा वापर मोठ्या प्रमाणावर केला जातो, विशेषत: ड्राय मोर्टार, टाइल ॲडेसिव्ह आणि पुट्टी पावडरमध्ये. घट्ट करणारे एजंट आणि पाणी टिकवून ठेवणारे एजंट म्हणून, MC बांधकाम कामगिरी आणि बाँडिंगची ताकद सुधारू शकते. फार्मास्युटिकल उद्योगात, MC चा वापर टॅब्लेट बाइंडर, सस्टेन्ड-रिलीज मटेरियल आणि कॅप्सूल वॉल मटेरियल म्हणून केला जातो. त्याचे थर्मोजेलिंग गुणधर्म विशिष्ट फॉर्म्युलेशनमध्ये नियंत्रित प्रकाशन सक्षम करतात. याव्यतिरिक्त, अन्न उद्योगात MC चा वापर सॉस, फिलिंग्ज, ब्रेड इत्यादींसारख्या अन्नासाठी जाडसर, स्टॅबिलायझर आणि इमल्सीफायर म्हणून केला जातो.

6. सुरक्षितता आणि बायोडिग्रेडेबिलिटी
सीएमसी हे सुरक्षित अन्न मिश्रित मानले जाते. विस्तृत विषारी अभ्यासातून असे दिसून आले आहे की शिफारस केलेल्या डोसमध्ये CMC मानवी शरीरासाठी निरुपद्रवी आहे. सीएमसी हे नैसर्गिक सेल्युलोजवर आधारित व्युत्पन्न असल्याने आणि त्याची जैवविघटनक्षमता चांगली असल्याने, ते वातावरणात तुलनेने अनुकूल आहे आणि सूक्ष्मजीवांमुळे ते खराब होऊ शकते.

एमसी हे एक सुरक्षित पदार्थ देखील मानले जाते आणि ते औषधे, खाद्यपदार्थ आणि सौंदर्यप्रसाधनांमध्ये मोठ्या प्रमाणावर वापरले जाते. त्याच्या नॉन-आयनिक स्वभावामुळे ते विवो आणि इन विट्रोमध्ये अत्यंत स्थिर होते. जरी MC हे CMC सारखे जैवविघटनशील नसले तरी ते विशिष्ट परिस्थितीत सूक्ष्मजीवांद्वारे खराब होऊ शकते.

जरी कार्बोक्झिमेथिल सेल्युलोज आणि मिथाइल सेल्युलोज हे दोन्ही नैसर्गिक सेल्युलोजपासून प्राप्त झाले असले तरी, त्यांच्या भिन्न रासायनिक संरचना, भौतिक गुणधर्म आणि अनुप्रयोग फील्डमुळे व्यावहारिक अनुप्रयोगांमध्ये त्यांची वैशिष्ट्ये भिन्न आहेत. पाण्याची चांगली विद्राव्यता, घट्ट होणे आणि निलंबन गुणधर्मांमुळे अन्न, औषधी आणि औद्योगिक क्षेत्रात CMC मोठ्या प्रमाणावर वापरले जाते, तर थर्मल जेल गुणधर्म आणि स्थिरतेमुळे MC बांधकाम, फार्मास्युटिकल आणि फूड इंडस्ट्रीजमध्ये महत्त्वाचे स्थान व्यापते. दोन्ही आधुनिक उद्योगात अद्वितीय अनुप्रयोग आहेत आणि दोन्ही हिरव्या आणि पर्यावरणास अनुकूल सामग्री आहेत.