ความแตกต่างระหว่างคาร์บอกซีเมทิลเซลลูโลสและไฮดรอกซีเอทิลเซลลูโลสคืออะไร?

คาร์บอกซีเมทิลเซลลูโลส (CMC) และไฮดรอกซีเอทิลเซลลูโลส (HEC) เป็นอนุพันธ์ของเซลลูโลสทั่วไปสองชนิด ซึ่งใช้กันอย่างแพร่หลายในอาหาร ยา เครื่องสำอาง วัสดุก่อสร้าง และสาขาอื่นๆ แม้ว่าทั้งสองจะได้มาจากเซลลูโลสธรรมชาติและได้มาจากการดัดแปลงทางเคมี แต่ก็มีความแตกต่างที่ชัดเจนในโครงสร้างทางเคมี คุณสมบัติทางเคมีกายภาพ การใช้งาน และผลกระทบเชิงหน้าที่

1. โครงสร้างทางเคมี
ลักษณะโครงสร้างหลักของคาร์บอกซีเมทิลเซลลูโลส (CMC) คือหมู่ไฮดรอกซิลในโมเลกุลเซลลูโลสจะถูกแทนที่ด้วยหมู่คาร์บอกซีเมทิล (-CH2COOH) การดัดแปลงทางเคมีนี้ทำให้ CMC ละลายน้ำได้อย่างมาก โดยเฉพาะอย่างยิ่งในน้ำเพื่อสร้างสารละลายคอลลอยด์ที่มีความหนืด ความหนืดของสารละลายมีความสัมพันธ์อย่างใกล้ชิดกับระดับการทดแทน (เช่น ระดับของการทดแทนคาร์บอกซีเมทิล)

ไฮดรอกซีเอทิลเซลลูโลส (HEC) เกิดขึ้นจากการแทนที่หมู่ไฮดรอกซิลในเซลลูโลสด้วยไฮดรอกซีเอทิล (-CH2CH2OH) หมู่ไฮดรอกซีเอทิลในโมเลกุล HEC เพิ่มความสามารถในการละลายน้ำและความสามารถในการชอบน้ำของเซลลูโลส และสามารถสร้างเจลได้ภายใต้สภาวะบางประการ โครงสร้างนี้ช่วยให้ HEC สามารถแสดงผลการทำให้หนาขึ้น สารแขวนลอย และการทำให้คงตัวได้ดีในสารละลายที่เป็นน้ำ

2. คุณสมบัติทางกายภาพและเคมี
ความสามารถในการละลายน้ำ:
CMC สามารถละลายได้ทั้งในน้ำเย็นและน้ำร้อนจนเกิดเป็นสารละลายคอลลอยด์ที่โปร่งใสหรือโปร่งแสง สารละลายมีความหนืดสูงและความหนืดเปลี่ยนแปลงไปตามอุณหภูมิและค่า pH HEC ยังสามารถละลายในน้ำเย็นและน้ำร้อนได้ แต่เมื่อเทียบกับ CMC อัตราการละลายจะช้ากว่าและใช้เวลานานกว่าในการสร้างสารละลายที่สม่ำเสมอ ความหนืดของสารละลายของ HEC ค่อนข้างต่ำ แต่มีความต้านทานต่อเกลือและความเสถียรได้ดีกว่า

การปรับความหนืด:
ความหนืดของ CMC ได้รับผลกระทบจากค่า pH ได้ง่าย โดยปกติจะสูงกว่าภายใต้สภาวะที่เป็นกลางหรือเป็นด่าง แต่ความหนืดจะลดลงอย่างมากภายใต้สภาวะที่เป็นกรดรุนแรง ความหนืดของ HEC ได้รับผลกระทบจากค่า pH น้อยกว่า มีช่วงค่า pH คงที่กว้างกว่า และเหมาะสำหรับการใช้งานภายใต้สภาวะที่เป็นกรดและด่างต่างๆ

ความต้านทานต่อเกลือ:
CMC มีความไวต่อเกลือสูง และการมีอยู่ของเกลือจะช่วยลดความหนืดของสารละลายได้อย่างมาก ในทางกลับกัน HEC มีความต้านทานต่อเกลือสูง และยังคงสามารถรักษาผลการทำให้ข้นได้ดีในสภาพแวดล้อมที่มีเกลือสูง ดังนั้น HEC จึงมีข้อได้เปรียบที่ชัดเจนในระบบที่ต้องใช้เกลือ

3. พื้นที่ใช้งาน
อุตสาหกรรมอาหาร:
CMC ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมอาหารเป็นสารเพิ่มความข้น ความคงตัว และอิมัลซิไฟเออร์ ตัวอย่างเช่น ในผลิตภัณฑ์ เช่น ไอศกรีม เครื่องดื่ม แยม และซอส CMC สามารถปรับปรุงรสชาติและความเสถียรของผลิตภัณฑ์ได้ HEC ไม่ค่อยมีการใช้ในอุตสาหกรรมอาหาร และส่วนใหญ่จะใช้ในผลิตภัณฑ์บางอย่างที่มีความต้องการพิเศษ เช่น อาหารแคลอรีต่ำและผลิตภัณฑ์เสริมอาหารพิเศษ

ยาและเครื่องสำอาง:
CMC มักใช้เพื่อเตรียมยาเม็ด ยาน้ำสำหรับดวงตา ฯลฯ ที่ได้รับการปลดปล่อยอย่างยั่งยืน เนื่องจากมีความเข้ากันได้ทางชีวภาพและความปลอดภัยที่ดี HEC ใช้กันอย่างแพร่หลายในเครื่องสำอาง เช่น โลชั่น ครีม และแชมพู เนื่องจากมีคุณสมบัติในการสร้างฟิล์มและให้ความชุ่มชื้นได้ดีเยี่ยม ซึ่งสามารถให้ความรู้สึกที่ดีและให้ความชุ่มชื้น

วัสดุก่อสร้าง:
ในวัสดุก่อสร้าง ทั้ง CMC และ HEC สามารถใช้เป็นสารเพิ่มความหนาและสารกักเก็บน้ำได้ โดยเฉพาะในวัสดุที่ทำจากซีเมนต์และยิปซั่ม HEC ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในวัสดุก่อสร้างเนื่องจากมีความทนทานต่อเกลือและเสถียรภาพที่ดี ซึ่งสามารถปรับปรุงประสิทธิภาพการก่อสร้างและความทนทานของวัสดุได้

การสกัดน้ำมัน:
ในการสกัดน้ำมัน CMC เป็นสารเติมแต่งสำหรับการขุดเจาะของเหลว สามารถควบคุมความหนืดและการสูญเสียน้ำของโคลนได้อย่างมีประสิทธิภาพ เนื่องจากคุณสมบัติต้านทานเกลือและคุณสมบัติเพิ่มความหนาที่เหนือกว่า HEC จึงกลายเป็นส่วนประกอบสำคัญในสารเคมีในแหล่งน้ำมัน ซึ่งใช้ในการขุดเจาะของเหลวและของเหลวพร่าพราย เพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพการดำเนินงานและผลประโยชน์ทางเศรษฐกิจ

4. การคุ้มครองสิ่งแวดล้อมและการย่อยสลายทางชีวภาพ
ทั้ง CMC และ HEC มาจากเซลลูโลสธรรมชาติและมีความสามารถในการย่อยสลายทางชีวภาพได้ดีและเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม ในสภาพแวดล้อมทางธรรมชาติ จุลินทรีย์สามารถย่อยสลายได้เพื่อผลิตสารที่ไม่เป็นอันตราย เช่น คาร์บอนไดออกไซด์และน้ำ ช่วยลดมลภาวะต่อสิ่งแวดล้อม นอกจากนี้ เนื่องจากไม่เป็นพิษและไม่เป็นอันตราย จึงมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในผลิตภัณฑ์ที่สัมผัสโดยตรงกับร่างกายมนุษย์ เช่น อาหาร ยา และเครื่องสำอาง

แม้ว่าคาร์บอกซีเมทิลเซลลูโลส (CMC) และไฮดรอกซีเอทิลเซลลูโลส (HEC) จะเป็นอนุพันธ์ของเซลลูโลสทั้งคู่ แต่ก็มีโครงสร้างทางเคมี คุณสมบัติทางเคมีกายภาพ ขอบเขตการใช้งาน และผลการทำงานที่แตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญ CMC ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในอาหาร ยา การสกัดน้ำมัน และสาขาอื่นๆ เนื่องจากมีความหนืดสูงและไวต่ออิทธิพลของสิ่งแวดล้อม อย่างไรก็ตาม HEC มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในเครื่องสำอาง วัสดุก่อสร้าง ฯลฯ เนื่องจากมีความทนทานต่อเกลือ มีเสถียรภาพ และมีคุณสมบัติในการขึ้นรูปฟิล์มได้ดีเยี่ยม เมื่อเลือกใช้ จำเป็นต้องเลือกอนุพันธ์ของเซลลูโลสที่เหมาะสมที่สุดตามสถานการณ์การใช้งานเฉพาะ และจำเป็นต้องบรรลุผลการใช้งานที่ดีที่สุด