Celuloza karboksimetil (CMC) dhe metil celuloza (MC) janë dy derivate të celulozës që përdoren gjerësisht në shumë industri. Megjithëse të dyja rrjedhin nga celuloza natyrale, për shkak të proceseve të ndryshme të modifikimit kimik, CMC dhe MC kanë dallime të rëndësishme në strukturën kimike, vetitë fizike dhe kimike dhe fushat e aplikimit.
1. Burimi dhe pasqyra bazë
Karboksimetilceluloza (CMC) përgatitet duke reaguar celulozën natyrale me acid kloroacetik pas trajtimit me alkali. Është një derivat anionik i celulozës i tretshëm në ujë. CMC zakonisht ekziston në formën e kripës së natriumit, kështu që quhet edhe karboksimetil celulozë natriumi (Na-CMC). Për shkak të tretshmërisë së mirë dhe funksionit të rregullimit të viskozitetit, CMC përdoret gjerësisht në industritë ushqimore, farmaceutike, shpimet e naftës, tekstile dhe letre.
Metilceluloza (MC) përgatitet duke metiluar celulozën me klorur metil (ose reagentë të tjerë metilues). Është një derivat jo-jonik i celulozës. MC ka veti termike xhel, tretësira ngurtësohet kur nxehet dhe tretet kur ftohet. Për shkak të vetive të tij unike, MC përdoret gjerësisht në materialet e ndërtimit, preparatet farmaceutike, veshjet, ushqimin dhe industri të tjera.
2. Struktura kimike
Struktura bazë e CMC është futja e një grupi karboksimetil (–CH2COOH) në njësinë e glukozës të lidhjes β-1,4-glukozidike të celulozës. Ky grup karboksil e bën atë anionik. Struktura molekulare e CMC ka një numër të madh grupesh karboksilate natriumi. Këto grupe shpërndahen lehtësisht në ujë, duke i bërë molekulat CMC të ngarkuara negativisht, duke i dhënë kështu tretshmëri të mirë në ujë dhe veti trashjeje.
Struktura molekulare e MC është futja e grupeve metoksi (-OCH3) në molekulat e celulozës, dhe këto grupe metoksi zëvendësojnë një pjesë të grupeve hidroksil në molekulat e celulozës. Nuk ka grupe të jonizuara në strukturën MC, kështu që është jo-jonike, që do të thotë se nuk shkëputet ose ngarkohet në tretësirë. Vetitë e tij unike të xhelit termik shkaktohen nga prania e këtyre grupeve metoksi.
3. Tretshmëria dhe vetitë fizike
CMC ka tretshmëri të mirë në ujë dhe mund të shpërndahet shpejt në ujë të ftohtë për të formuar një lëng transparent viskoz. Meqenëse është një polimer anionik, tretshmëria e CMC ndikohet nga forca jonike dhe vlera e pH e ujit. Në mjedise me shumë kripë ose në kushte acide të forta, tretshmëria dhe qëndrueshmëria e CMC do të ulet. Për më tepër, viskoziteti i CMC është relativisht i qëndrueshëm në temperatura të ndryshme.
Tretshmëria e MC në ujë varet nga temperatura. Mund të shpërndahet në ujë të ftohtë, por do të formojë një xhel kur nxehet. Kjo veçori termike xhel i mundëson MC të luajë funksione të veçanta në industrinë ushqimore dhe materialet e ndërtimit. Viskoziteti i MC zvogëlohet me rritjen e temperaturës dhe ka rezistencë të mirë ndaj degradimit dhe qëndrueshmërisë enzimatike.
4. Karakteristikat e viskozitetit
Viskoziteti i CMC është një nga vetitë e tij fizike më të rëndësishme. Viskoziteti është i lidhur ngushtë me peshën e tij molekulare dhe shkallën e zëvendësimit. Viskoziteti i tretësirës CMC ka rregullueshmëri të mirë, zakonisht duke prodhuar viskozitet më të lartë në përqendrim të ulët (1%-2%), kështu që shpesh përdoret si trashës, stabilizues dhe agjent pezullues.
Viskoziteti i MC lidhet gjithashtu me peshën e tij molekulare dhe shkallën e zëvendësimit. MC me shkallë të ndryshme zëvendësimi ka karakteristika të ndryshme viskoziteti. MC gjithashtu ka një efekt të mirë trashjeje në tretësirë, por kur nxehet në një temperaturë të caktuar, tretësira MC do të xhel. Kjo veti e xhelit përdoret gjerësisht në industrinë e ndërtimit (si gipsi, çimentoja) dhe përpunimin e ushqimit (Të tilla si trashja, formimi i filmit, etj.).
5. Zonat e aplikimit
CMC përdoret zakonisht si trashës, emulsifikues, stabilizues dhe agjent pezullues në industrinë ushqimore. Për shembull, në akullore, kos dhe pije frutash, CMC mund të parandalojë në mënyrë efektive ndarjen e përbërësve dhe të përmirësojë shijen dhe qëndrueshmërinë e produktit. Në industrinë e naftës, CMC përdoret si një agjent për trajtimin e baltës për të ndihmuar në kontrollin e rrjedhshmërisë dhe humbjes së lëngjeve të lëngjeve të shpimit. Përveç kësaj, CMC përdoret gjithashtu për modifikimin e pulpës në industrinë e letrës dhe si agjent përmasash në industrinë e tekstilit.
MC përdoret gjerësisht në industrinë e ndërtimit, veçanërisht në llaç të thatë, ngjitës pllakash dhe pluhur stuko. Si një agjent trashësues dhe agjent mbajtës uji, MC mund të përmirësojë performancën e ndërtimit dhe forcën e lidhjes. Në industrinë farmaceutike, MC përdoret si lidhës tabletash, materiale me çlirim të qëndrueshëm dhe materiale të murit të kapsulës. Vetitë e tij termogheluese mundësojnë çlirimin e kontrolluar në formulime të caktuara. Përveç kësaj, MC përdoret edhe në industrinë ushqimore si trashës, stabilizues dhe emulsifikues për ushqime, si salca, mbushje, bukë etj.
6. Siguria dhe biodegradueshmëria
CMC konsiderohet një aditiv i sigurt ushqimor. Studime të gjera toksikologjike kanë treguar se CMC është e padëmshme për trupin e njeriut në dozën e rekomanduar. Meqenëse CMC është një derivat i bazuar në celulozë natyrale dhe ka biodegradueshmëri të mirë, ai është relativisht miqësor me mjedisin dhe mund të degradohet nga mikroorganizmat.
MC konsiderohet gjithashtu një aditiv i sigurt dhe përdoret gjerësisht në ilaçe, ushqime dhe kozmetikë. Natyra e tij jo-jonike e bën atë shumë të qëndrueshme in vivo dhe in vitro. Megjithëse MC nuk është aq i biodegradueshëm sa CMC, ai është gjithashtu në gjendje të degradohet nga mikroorganizmat në kushte specifike.
Megjithëse celuloza karboksimetil dhe celuloza metil rrjedhin të dyja nga celuloza natyrale, ato kanë karakteristika të ndryshme në aplikime praktike për shkak të strukturave të tyre të ndryshme kimike, vetive fizike dhe fushave të aplikimit. CMC përdoret gjerësisht në fushat ushqimore, farmaceutike dhe industriale për shkak të tretshmërisë së mirë në ujë, vetive të trashjes dhe pezullimit, ndërsa MC zë një pozicion të rëndësishëm në industrinë e ndërtimit, farmaceutike dhe ushqimore për shkak të vetive dhe stabilitetit të xhelit termik. Të dyja kanë aplikime unike në industrinë moderne, dhe të dyja janë materiale të gjelbra dhe miqësore me mjedisin.
Koha e postimit: Tetor-18-2024