Tập trung vào ete Cellulose

Sự khác biệt giữa carboxymethylcellulose và methylcellulose là gì?

Carboxymethyl Cellulose (CMC) và methyl cellulose (MC) là hai dẫn xuất cellulose được sử dụng rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp. Mặc dù cả hai đều có nguồn gốc từ cellulose tự nhiên nhưng do quá trình biến đổi hóa học khác nhau nên CMC và MC có sự khác biệt đáng kể về cấu trúc hóa học, tính chất vật lý và hóa học cũng như lĩnh vực ứng dụng.

1. Nguồn và tổng quan cơ bản
Carboxymethylcellulose (CMC) được điều chế bằng cách cho cellulose tự nhiên phản ứng với axit chloroacetic sau khi xử lý bằng kiềm. Nó là một dẫn xuất cellulose hòa tan trong nước anion. CMC thường tồn tại ở dạng muối natri nên còn có tên là Natri Carboxymethyl Cellulose (Na-CMC). Do khả năng hòa tan tốt và chức năng điều chỉnh độ nhớt, CMC được sử dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp thực phẩm, dược phẩm, khoan dầu, dệt may và giấy.

Methylcellulose (MC) được điều chế bằng cách methyl hóa xenlulo với metyl clorua (hoặc các thuốc thử methyl hóa khác). Nó là một dẫn xuất cellulose không ion. MC có đặc tính gel nhiệt, dung dịch đông đặc khi đun nóng và hòa tan khi làm lạnh. Do đặc tính độc đáo của nó, MC được sử dụng rộng rãi trong vật liệu xây dựng, chế phẩm dược phẩm, chất phủ, thực phẩm và các ngành công nghiệp khác.

2. Cấu trúc hóa học
Cấu trúc cơ bản của CMC là sự đưa vào nhóm carboxymethyl (–CH2COOH) trên đơn vị glucose của liên kết β-1,4-glucosidic của cellulose. Nhóm cacboxyl này làm cho nó trở thành anion. Cấu trúc phân tử của CMC có số lượng lớn các nhóm natri carboxylate. Các nhóm này dễ dàng phân ly trong nước, làm cho các phân tử CMC tích điện âm, do đó mang lại khả năng hòa tan trong nước tốt và đặc tính làm đặc.

Cấu trúc phân tử của MC là việc đưa các nhóm methoxy (–OCH3) vào trong phân tử cellulose và các nhóm methoxy này thay thế một phần nhóm hydroxyl trong phân tử cellulose. Không có nhóm ion hóa trong cấu trúc MC, vì vậy nó không ion, nghĩa là nó không phân ly hoặc tích điện trong dung dịch. Đặc tính gel nhiệt độc đáo của nó là do sự hiện diện của các nhóm mexy này.

3. Độ hòa tan và tính chất vật lý
CMC có khả năng hòa tan tốt trong nước và có thể hòa tan nhanh trong nước lạnh tạo thành chất lỏng nhớt trong suốt. Vì nó là polyme anion nên độ hòa tan của CMC bị ảnh hưởng bởi cường độ ion và giá trị pH của nước. Trong môi trường có hàm lượng muối cao hoặc điều kiện axit mạnh, độ hòa tan và độ ổn định của CMC sẽ giảm. Ngoài ra, độ nhớt của CMC tương đối ổn định ở các nhiệt độ khác nhau.

Độ hòa tan của MC trong nước phụ thuộc vào nhiệt độ. Nó có thể hòa tan trong nước lạnh nhưng sẽ tạo thành gel khi đun nóng. Đặc tính gel nhiệt này cho phép MC thực hiện các chức năng đặc biệt trong ngành công nghiệp thực phẩm và vật liệu xây dựng. Độ nhớt của MC giảm khi nhiệt độ tăng và nó có khả năng chống phân hủy và ổn định enzyme tốt.

4. Đặc tính độ nhớt
Độ nhớt của CMC là một trong những tính chất vật lý quan trọng nhất của nó. Độ nhớt liên quan chặt chẽ đến trọng lượng phân tử và mức độ thay thế của nó. Độ nhớt của dung dịch CMC có khả năng điều chỉnh tốt, thường tạo ra độ nhớt cao hơn ở nồng độ thấp (1%-2%), do đó thường được sử dụng làm chất làm đặc, chất ổn định và chất tạo huyền phù.

Độ nhớt của MC cũng liên quan đến trọng lượng phân tử và mức độ thay thế của nó. MC với mức độ thay thế khác nhau có đặc tính độ nhớt khác nhau. MC còn có tác dụng làm đặc tốt dung dịch nhưng khi đun nóng đến nhiệt độ nhất định, dung dịch MC sẽ tạo gel. Đặc tính tạo gel này được sử dụng rộng rãi trong ngành xây dựng (như thạch cao, xi măng) và chế biến thực phẩm (chẳng hạn như làm đặc, tạo màng, v.v.).

5. Lĩnh vực ứng dụng
CMC thường được sử dụng làm chất làm đặc, chất nhũ hóa, chất ổn định và chất tạo huyền phù trong ngành công nghiệp thực phẩm. Ví dụ, trong kem, sữa chua và đồ uống trái cây, CMC có thể ngăn chặn sự phân tách thành phần một cách hiệu quả và cải thiện hương vị cũng như độ ổn định của sản phẩm. Trong ngành dầu khí, CMC được sử dụng làm chất xử lý bùn giúp kiểm soát độ lưu động và thất thoát chất lỏng của dung dịch khoan. Ngoài ra, CMC còn được sử dụng để biến tính bột giấy trong ngành giấy và làm chất hồ trong ngành dệt may.

MC được sử dụng rộng rãi trong ngành xây dựng, đặc biệt là trong vữa khô, keo dán gạch và bột trét. Là chất làm đặc và chất giữ nước, MC có thể cải thiện hiệu suất thi công và độ bền liên kết. Trong ngành dược phẩm, MC được sử dụng làm chất kết dính dạng viên, vật liệu giải phóng bền vững và vật liệu thành viên nang. Đặc tính tạo gel nhiệt của nó cho phép giải phóng có kiểm soát trong một số công thức nhất định. Ngoài ra, MC còn được sử dụng trong công nghiệp thực phẩm như chất làm đặc, chất ổn định và chất nhũ hóa cho thực phẩm như nước sốt, nhân, bánh mì, v.v.

6. An toàn và phân hủy sinh học
CMC được coi là phụ gia thực phẩm an toàn. Các nghiên cứu độc tính mở rộng đã chỉ ra rằng CMC vô hại đối với cơ thể con người ở liều lượng khuyến cáo. Vì CMC là dẫn xuất dựa trên cellulose tự nhiên và có khả năng phân hủy sinh học tốt nên tương đối thân thiện với môi trường và có thể bị phân hủy bởi vi sinh vật.

MC còn được coi là chất phụ gia an toàn và được sử dụng rộng rãi trong y học, thực phẩm và mỹ phẩm. Bản chất không ion của nó làm cho nó có tính ổn định cao trong cơ thể và trong ống nghiệm. Mặc dù MC không có khả năng phân hủy sinh học như CMC nhưng nó cũng có thể bị phân hủy bởi vi sinh vật trong những điều kiện cụ thể.

Mặc dù carboxymethyl cellulose và methyl cellulose đều có nguồn gốc từ cellulose tự nhiên nhưng chúng có những đặc điểm khác nhau trong ứng dụng thực tế do cấu trúc hóa học, tính chất vật lý và lĩnh vực ứng dụng khác nhau. CMC được sử dụng rộng rãi trong lĩnh vực thực phẩm, dược phẩm và công nghiệp do khả năng hòa tan trong nước, làm đặc và huyền phù tốt, trong khi MC chiếm vị trí quan trọng trong ngành xây dựng, dược phẩm và thực phẩm nhờ tính chất gel nhiệt và tính ổn định. Cả hai đều có ứng dụng độc đáo trong ngành công nghiệp hiện đại và đều là vật liệu xanh và thân thiện với môi trường.


Thời gian đăng: Oct-18-2024
Trò chuyện trực tuyến WhatsApp!