Carboxymethyl cellulose (CMC) dan hydroxyethyl cellulose (HEC) adalah dua derivatif selulosa biasa, yang digunakan secara meluas dalam makanan, perubatan, kosmetik, bahan binaan dan bidang lain. Walaupun kedua-duanya berasal daripada selulosa semula jadi dan diperoleh melalui pengubahsuaian kimia, terdapat perbezaan yang jelas dalam struktur kimia, sifat fizikokimia, medan aplikasi dan kesan fungsian.
1. Struktur kimia
Ciri struktur utama selulosa karboksimetil (CMC) ialah kumpulan hidroksil pada molekul selulosa digantikan oleh kumpulan karboksimetil (-CH2COOH). Pengubahsuaian kimia ini menjadikan CMC sangat larut dalam air, terutamanya dalam air untuk membentuk larutan koloid likat. Kelikatan larutannya berkait rapat dengan tahap penggantiannya (iaitu tahap penggantian karboksimetil).
Hydroxyethyl cellulose (HEC) terbentuk dengan menggantikan kumpulan hidroksil dalam selulosa dengan hidroksietil (-CH2CH2OH). Kumpulan hidroksietil dalam molekul HEC meningkatkan keterlarutan air dan hidrofilik selulosa, dan boleh membentuk gel dalam keadaan tertentu. Struktur ini membolehkan HEC menunjukkan kesan penebalan, penggantungan dan penstabilan yang baik dalam larutan akueus.
2. Sifat fizikal dan kimia
Keterlarutan air:
CMC boleh dilarutkan sepenuhnya dalam air sejuk dan panas untuk membentuk larutan koloid telus atau lut sinar. Larutannya mempunyai kelikatan yang tinggi, dan kelikatan berubah mengikut suhu dan nilai pH. HEC juga boleh dilarutkan dalam air sejuk dan panas, tetapi berbanding dengan CMC, kadar pelarutannya lebih perlahan dan mengambil masa lebih lama untuk membentuk larutan seragam. Kelikatan larutan HEC agak rendah, tetapi ia mempunyai rintangan garam dan kestabilan yang lebih baik.
Pelarasan kelikatan:
Kelikatan CMC mudah dipengaruhi oleh nilai pH. Ia biasanya lebih tinggi dalam keadaan neutral atau beralkali, tetapi kelikatan akan berkurangan dengan ketara dalam keadaan berasid yang kuat. Kelikatan HEC kurang dipengaruhi oleh nilai pH, mempunyai julat kestabilan pH yang lebih luas, dan sesuai untuk aplikasi dalam pelbagai keadaan berasid dan beralkali.
Rintangan garam:
CMC sangat sensitif terhadap garam, dan kehadiran garam akan mengurangkan kelikatan larutannya dengan ketara. HEC, sebaliknya, mempamerkan rintangan garam yang kuat dan masih boleh mengekalkan kesan pemekatan yang baik dalam persekitaran garam yang tinggi. Oleh itu, HEC mempunyai kelebihan yang jelas dalam sistem yang memerlukan penggunaan garam.
3. Kawasan permohonan
Industri makanan:
CMC digunakan secara meluas dalam industri makanan sebagai pemekat, penstabil dan pengemulsi. Contohnya, dalam produk seperti ais krim, minuman, jem dan sos, CMC boleh meningkatkan rasa dan kestabilan produk. HEC agak jarang digunakan dalam industri makanan dan digunakan terutamanya dalam beberapa produk dengan keperluan khas, seperti makanan rendah kalori dan makanan tambahan khas.
Perubatan dan kosmetik:
CMC sering digunakan untuk menyediakan tablet pelepasan berterusan ubat, cecair mata, dll., kerana biokompatibiliti dan keselamatannya yang baik. HEC digunakan secara meluas dalam kosmetik seperti losyen, krim dan syampu kerana sifat pembentuk filem dan pelembapnya yang sangat baik, yang boleh memberikan rasa yang baik dan kesan pelembab.
Bahan binaan:
Dalam bahan binaan, kedua-dua CMC dan HEC boleh digunakan sebagai pemekat dan penahan air, terutamanya dalam bahan berasaskan simen dan gipsum. HEC lebih banyak digunakan dalam bahan binaan kerana rintangan garam yang baik dan kestabilan, yang boleh meningkatkan prestasi pembinaan dan ketahanan bahan.
Pengekstrakan minyak:
Dalam pengekstrakan minyak, CMC, sebagai bahan tambahan untuk cecair penggerudian, boleh mengawal kelikatan dan kehilangan air lumpur dengan berkesan. HEC, disebabkan oleh rintangan garam yang unggul dan sifat pemekat, telah menjadi komponen penting dalam bahan kimia medan minyak, digunakan dalam cecair penggerudian dan cecair patah untuk meningkatkan kecekapan operasi dan faedah ekonomi.
4. Perlindungan alam sekitar dan kebolehbiodegradasian
Kedua-dua CMC dan HEC berasal daripada selulosa semula jadi dan mempunyai kebolehbiodegradan yang baik dan mesra alam. Dalam persekitaran semula jadi, ia boleh didegradasi oleh mikroorganisma untuk menghasilkan bahan tidak berbahaya seperti karbon dioksida dan air, mengurangkan pencemaran kepada alam sekitar. Di samping itu, kerana ia tidak toksik dan tidak berbahaya, ia digunakan secara meluas dalam produk yang bersentuhan langsung dengan tubuh manusia, seperti makanan, ubat-ubatan dan kosmetik.
Walaupun carboxymethyl cellulose (CMC) dan hydroxyethyl cellulose (HEC) adalah kedua-dua terbitan selulosa, ia mempunyai perbezaan yang ketara dalam struktur kimia, sifat fizikokimia, medan aplikasi dan kesan fungsian. CMC digunakan secara meluas dalam makanan, perubatan, pengekstrakan minyak dan bidang lain kerana kelikatannya yang tinggi dan mudah terdedah kepada pengaruh alam sekitar. HEC, bagaimanapun, lebih banyak digunakan dalam kosmetik, bahan binaan, dan lain-lain kerana rintangan garam yang sangat baik, kestabilan dan sifat membentuk filem. Apabila memilih untuk menggunakannya, adalah perlu untuk memilih derivatif selulosa yang paling sesuai mengikut senario aplikasi tertentu dan perlu mencapai kesan penggunaan terbaik.
Masa siaran: Ogos-21-2024