Karboksymetylcellulose (CMC) og hydroksyetylcellulose (HEC) er to vanlige cellulosederivater, som er mye brukt i mat, medisin, kosmetikk, byggematerialer og andre felt. Selv om de begge er avledet fra naturlig cellulose og oppnådd ved kjemisk modifikasjon, er det åpenbare forskjeller i kjemisk struktur, fysisk-kjemiske egenskaper, bruksområder og funksjonelle effekter.
1. Kjemisk struktur
Den viktigste strukturelle egenskapen til karboksymetylcellulose (CMC) er at hydroksylgruppene på cellulosemolekylene erstattes av karboksymetyl (-CH2COOH) grupper. Denne kjemiske modifikasjonen gjør CMC ekstremt vannløselig, spesielt i vann for å danne en viskøs kolloidal løsning. Viskositeten til løsningen er nært knyttet til substitusjonsgraden (dvs. graden av karboksymetylsubstitusjon).
Hydroksyetylcellulose (HEC) dannes ved å erstatte hydroksylgruppene i cellulose med hydroksyetyl (-CH2CH2OH). Hydroksyetylgruppen i HEC-molekylet øker vannløseligheten og hydrofilisiteten til cellulose, og kan danne en gel under visse forhold. Denne strukturen gjør at HEC kan vise gode fortyknings-, suspensjons- og stabiliseringseffekter i vandig løsning.
2. Fysiske og kjemiske egenskaper
Vannløselighet:
CMC kan oppløses fullstendig i både kaldt og varmt vann for å danne en gjennomsiktig eller gjennomskinnelig kolloidal løsning. Løsningen har høy viskositet, og viskositeten endres med temperatur og pH-verdi. HEC kan også løses i kaldt og varmt vann, men sammenlignet med CMC er oppløsningshastigheten langsommere og det tar lengre tid å danne en jevn løsning. Løsningsviskositeten til HEC er relativt lav, men den har bedre saltmotstand og stabilitet.
Viskositetsjustering:
Viskositeten til CMC påvirkes lett av pH-verdien. Den er vanligvis høyere under nøytrale eller alkaliske forhold, men viskositeten vil bli betydelig redusert under sterkt sure forhold. Viskositeten til HEC påvirkes mindre av pH-verdien, har et bredere spekter av pH-stabilitet og er egnet for bruk under forskjellige sure og alkaliske forhold.
Saltmotstand:
CMC er svært følsom for salt, og tilstedeværelsen av salt vil redusere viskositeten til løsningen betydelig. HEC, derimot, viser sterk saltmotstand og kan fortsatt opprettholde en god fortykningseffekt i et miljø med høyt saltinnhold. Derfor har HEC åpenbare fordeler i systemer som krever bruk av salter.
3. Bruksområder
Næringsmiddelindustri:
CMC er mye brukt i næringsmiddelindustrien som fortykningsmiddel, stabilisator og emulgator. For eksempel, i produkter som iskrem, drikke, syltetøy og sauser, kan CMC forbedre smaken og stabiliteten til produktet. HEC brukes relativt sjelden i næringsmiddelindustrien og brukes hovedsakelig i enkelte produkter med spesielle krav, som kalorifattig mat og spesielle kosttilskudd.
Medisin og kosmetikk:
CMC brukes ofte til å tilberede tabletter med forsinket frigjøring av medikamenter, øyevæsker, etc., på grunn av dens gode biokompatibilitet og sikkerhet. HEC er mye brukt i kosmetikk som lotioner, kremer og sjampoer på grunn av sine utmerkede filmdannende og fuktighetsgivende egenskaper, som kan gi en god følelse og fuktighetsgivende effekt.
Byggematerialer:
I byggematerialer kan både CMC og HEC brukes som fortykningsmidler og vannholdere, spesielt i sement- og gipsbaserte materialer. HEC er mer utbredt i byggematerialer på grunn av sin gode saltmotstand og stabilitet, noe som kan forbedre konstruksjonsytelsen og holdbarheten til materialene.
Oljeutvinning:
Ved oljeutvinning kan CMC, som et tilsetningsstoff for borevæske, effektivt kontrollere viskositeten og vanntapet av slam. HEC, på grunn av sin overlegne saltmotstand og fortykningsegenskaper, har blitt en viktig komponent i oljefeltkjemikalier, brukt i borevæske og fraktureringsvæske for å forbedre driftseffektiviteten og økonomiske fordeler.
4. Miljøvern og biologisk nedbrytbarhet
Både CMC og HEC er avledet fra naturlig cellulose og har god biologisk nedbrytbarhet og miljøvennlighet. I det naturlige miljøet kan de brytes ned av mikroorganismer for å produsere ufarlige stoffer som karbondioksid og vann, noe som reduserer forurensning til miljøet. I tillegg, fordi de er giftfrie og ufarlige, brukes de mye i produkter som kommer i direkte kontakt med menneskekroppen, som mat, medisiner og kosmetikk.
Selv om karboksymetylcellulose (CMC) og hydroksyetylcellulose (HEC) begge er derivater av cellulose, har de betydelige forskjeller i kjemisk struktur, fysisk-kjemiske egenskaper, bruksområder og funksjonelle effekter. CMC er mye brukt i mat, medisin, oljeutvinning og andre felt på grunn av sin høye viskositet og mottakelighet for miljøpåvirkninger. HEC er imidlertid mer utbredt i kosmetikk, byggematerialer osv. på grunn av sin utmerkede saltbestandighet, stabilitet og filmdannende egenskaper. Når du velger å bruke det, er det nødvendig å velge det mest passende cellulosederivatet i henhold til det spesifikke bruksscenarioet og behov for å oppnå den beste brukseffekten.
Innleggstid: 21. august 2024