Karboximetylcellulosa (CMC) och hydroxietylcellulosa (HEC) är två vanliga cellulosaderivat, som ofta används inom livsmedel, medicin, kosmetika, byggmaterial och andra områden. Även om de båda är härledda från naturlig cellulosa och erhållna genom kemisk modifiering, finns det uppenbara skillnader i kemisk struktur, fysikalisk-kemiska egenskaper, användningsområden och funktionella effekter.
1. Kemisk struktur
Den huvudsakliga strukturella egenskapen hos karboximetylcellulosa (CMC) är att hydroxylgrupperna på cellulosamolekylerna ersätts av karboximetylgrupper (-CH2COOH). Denna kemiska modifiering gör CMC extremt vattenlösligt, speciellt i vatten för att bilda en viskös kolloidal lösning. Viskositeten för dess lösning är nära relaterad till dess substitutionsgrad (dvs. graden av karboximetylsubstitution).
Hydroxietylcellulosa (HEC) bildas genom att ersätta hydroxylgrupperna i cellulosa med hydroxietyl (-CH2CH2OH). Hydroxietylgruppen i HEC-molekylen ökar vattenlösligheten och hydrofilicitet hos cellulosa och kan bilda en gel under vissa förhållanden. Denna struktur gör det möjligt för HEC att visa goda förtjocknings-, suspensions- och stabiliseringseffekter i vattenlösning.
2. Fysikaliska och kemiska egenskaper
Vattenlöslighet:
CMC kan lösas helt i både kallt och varmt vatten för att bilda en transparent eller genomskinlig kolloidal lösning. Dess lösning har hög viskositet, och viskositeten ändras med temperatur och pH-värde. HEC kan även lösas i kallt och varmt vatten, men jämfört med CMC är dess upplösningshastighet långsammare och det tar längre tid att bilda en enhetlig lösning. Lösningsviskositeten för HEC är relativt låg, men den har bättre saltbeständighet och stabilitet.
Viskositetsjustering:
Viskositeten för CMC påverkas lätt av pH-värdet. Den är vanligtvis högre under neutrala eller alkaliska förhållanden, men viskositeten kommer att reduceras avsevärt under starkt sura förhållanden. Viskositeten hos HEC påverkas mindre av pH-värdet, har ett bredare pH-stabilitetsområde och är lämplig för applikationer under olika sura och alkaliska förhållanden.
Saltbeständighet:
CMC är mycket känsligt för salt, och närvaron av salt kommer avsevärt att minska viskositeten hos lösningen. HEC, å andra sidan, uppvisar stark saltbeständighet och kan fortfarande upprätthålla en god förtjockningseffekt i en miljö med hög salthalt. Därför har HEC uppenbara fördelar i system som kräver användning av salter.
3. Användningsområden
Livsmedelsindustrin:
CMC används ofta inom livsmedelsindustrin som förtjockningsmedel, stabilisator och emulgeringsmedel. Till exempel, i produkter som glass, drycker, sylt och såser kan CMC förbättra smaken och stabiliteten hos produkten. HEC används relativt sällan inom livsmedelsindustrin och används främst i vissa produkter med speciella krav, såsom lågkalorimat och speciella näringstillskott.
Medicin och kosmetika:
CMC används ofta för att framställa tabletter med fördröjd frisättning av läkemedel, ögonvätskor etc. på grund av dess goda biokompatibilitet och säkerhet. HEC används flitigt i kosmetika som lotioner, krämer och schampon på grund av dess utmärkta filmbildande och återfuktande egenskaper som kan ge en bra känsla och återfuktande effekt.
Byggnadsmaterial:
I byggmaterial kan både CMC och HEC användas som förtjockningsmedel och vattenhållare, speciellt i cement- och gipsbaserade material. HEC används mer allmänt i byggmaterial på grund av dess goda saltbeständighet och stabilitet, vilket kan förbättra konstruktionsprestanda och hållbarhet hos material.
Oljeutvinning:
Vid oljeutvinning kan CMC, som tillsats för borrvätska, effektivt kontrollera lerans viskositet och vattenförlust. HEC, på grund av dess överlägsna saltbeständighet och förtjockningsegenskaper, har blivit en viktig komponent i oljefältskemikalier, som används i borrvätska och sprickvätska för att förbättra driftseffektiviteten och ekonomiska fördelar.
4. Miljöskydd och biologisk nedbrytbarhet
Både CMC och HEC är härledda från naturlig cellulosa och har god biologisk nedbrytbarhet och miljövänlighet. I den naturliga miljön kan de brytas ned av mikroorganismer för att producera ofarliga ämnen som koldioxid och vatten, vilket minskar föroreningarna till miljön. Dessutom, eftersom de är giftfria och ofarliga, används de ofta i produkter som kommer i direkt kontakt med människokroppen, såsom mat, medicin och kosmetika.
Även om karboximetylcellulosa (CMC) och hydroxietylcellulosa (HEC) båda är derivat av cellulosa, har de betydande skillnader i kemisk struktur, fysikalisk-kemiska egenskaper, användningsområden och funktionella effekter. CMC används ofta inom livsmedel, medicin, oljeutvinning och andra områden på grund av dess höga viskositet och känslighet för miljöpåverkan. HEC är dock mer allmänt använt i kosmetika, byggmaterial etc. på grund av dess utmärkta saltbeständighet, stabilitet och filmbildande egenskaper. När du väljer att använda det är det nödvändigt att välja det lämpligaste cellulosaderivatet enligt det specifika tillämpningsscenariot och måste uppnå bästa användningseffekt.
Posttid: 21 augusti 2024