Carboximetil celuloza (CMC) și hidroxietil celuloza (HEC) sunt doi derivați obișnuiți de celuloză, care sunt utilizați pe scară largă în alimente, medicină, cosmetice, materiale de construcție și alte domenii. Deși ambele sunt derivate din celuloză naturală și obținute prin modificare chimică, există diferențe evidente în structura chimică, proprietăți fizico-chimice, domenii de aplicare și efecte funcționale.
1. Structura chimică
Principala caracteristică structurală a carboximetil celulozei (CMC) este că grupările hidroxil de pe moleculele de celuloză sunt înlocuite cu grupări carboximetil (-CH2COOH). Această modificare chimică face CMC extrem de solubil în apă, în special în apă pentru a forma o soluție coloidală vâscoasă. Vâscozitatea soluției sale este strâns legată de gradul său de substituție (adică gradul de substituție carboximetil).
Hidroxietilceluloza (HEC) se formează prin înlocuirea grupărilor hidroxil din celuloză cu hidroxietil (-CH2CH2OH). Gruparea hidroxietil din molecula HEC crește solubilitatea în apă și hidrofilitatea celulozei și poate forma un gel în anumite condiții. Această structură permite HEC să prezinte efecte bune de îngroșare, suspensie și stabilizare în soluție apoasă.
2. Proprietăți fizice și chimice
Solubilitate în apă:
CMC poate fi dizolvat complet atât în apă rece, cât și în apă fierbinte pentru a forma o soluție coloidală transparentă sau translucidă. Soluția sa are vâscozitate mare, iar vâscozitatea se modifică odată cu temperatura și valoarea pH-ului. HEC poate fi dizolvat și în apă rece și fierbinte, dar, în comparație cu CMC, viteza sa de dizolvare este mai lentă și durează mai mult pentru a forma o soluție uniformă. Vâscozitatea soluției de HEC este relativ scăzută, dar are rezistență și stabilitate la sare mai bune.
Reglarea vâscozității:
Vâscozitatea CMC este ușor afectată de valoarea pH-ului. Este de obicei mai mare în condiții neutre sau alcaline, dar vâscozitatea va fi redusă semnificativ în condiții acide puternice. Vâscozitatea HEC este mai puțin afectată de valoarea pH-ului, are o gamă mai largă de stabilitate a pH-ului și este potrivită pentru aplicații în diferite condiții acide și alcaline.
Rezistenta la sare:
CMC este foarte sensibil la sare, iar prezența sării va reduce semnificativ vâscozitatea soluției sale. HEC, pe de altă parte, prezintă o rezistență puternică la sare și poate menține în continuare un efect de îngroșare bun într-un mediu cu conținut ridicat de sare. Prin urmare, HEC are avantaje evidente în sistemele care necesită utilizarea sărurilor.
3. Domenii de aplicare
Industria alimentara:
CMC este utilizat pe scară largă în industria alimentară ca agent de îngroșare, stabilizator și emulgator. De exemplu, în produse precum înghețată, băuturi, gemuri și sosuri, CMC poate îmbunătăți gustul și stabilitatea produsului. HEC este relativ rar utilizat în industria alimentară și este utilizat în principal în unele produse cu cerințe speciale, cum ar fi alimentele cu conținut scăzut de calorii și suplimentele nutritive speciale.
Medicina si cosmetica:
CMC este adesea folosit pentru a prepara tablete cu eliberare susținută de medicamente, lichide pentru ochi etc., datorită biocompatibilității și siguranței sale bune. HEC este utilizat pe scară largă în produse cosmetice, cum ar fi loțiuni, creme și șampoane, datorită proprietăților sale excelente de formare a peliculei și de hidratare, care pot oferi o senzație bună și un efect de hidratare.
Materiale de constructie:
În materialele de construcție, atât CMC, cât și HEC pot fi utilizate ca agenți de îngroșare și reținere a apei, în special în materialele pe bază de ciment și gips. HEC este utilizat pe scară largă în materialele de construcție datorită rezistenței sale bune și stabilității la sare, care poate îmbunătăți performanța construcției și durabilitatea materialelor.
Extracția uleiului:
În extracția uleiului, CMC, ca aditiv pentru fluidul de foraj, poate controla eficient vâscozitatea și pierderea de apă a noroiului. HEC, datorită rezistenței sale superioare la sare și proprietăților sale de îngroșare, a devenit o componentă importantă în substanțele chimice ale câmpurilor petroliere, utilizate în fluidul de foraj și fluidul de fracturare pentru a îmbunătăți eficiența operațională și beneficiile economice.
4. Protecția mediului și biodegradabilitatea
Atât CMC, cât și HEC sunt derivate din celuloză naturală și au o bună biodegradabilitate și un mediu prietenos. În mediul natural, ele pot fi degradate de către microorganisme pentru a produce substanțe inofensive precum dioxidul de carbon și apa, reducând poluarea mediului. În plus, deoarece sunt non-toxice și inofensive, sunt utilizate pe scară largă în produsele care vin în contact direct cu corpul uman, precum alimente, medicamente și cosmetice.
Deși carboximetil celuloza (CMC) și hidroxietil celuloza (HEC) sunt ambele derivați ai celulozei, ele au diferențe semnificative în structura chimică, proprietăți fizico-chimice, domenii de aplicare și efecte funcționale. CMC este utilizat pe scară largă în alimente, medicină, extracția uleiului și în alte domenii datorită vâscozității sale ridicate și susceptibilității la influențele mediului. HEC, cu toate acestea, este utilizat pe scară largă în cosmetică, materiale de construcție etc. datorită rezistenței sale excelente la sare, stabilității și proprietăților de formare a peliculei. Atunci când alegeți să îl utilizați, este necesar să selectați cel mai potrivit derivat de celuloză în funcție de scenariul de aplicare specific și trebuie să obțineți cel mai bun efect de utilizare.
Ora postării: 21-aug-2024