الميثيل سيلولوز (MC) و carboxymethylcellulose (CMC) هما مشتقات السليلوز الشائعة ، تستخدم على نطاق واسع في الغذاء والطب والبناء والصناعة الكيميائية وغيرها من المجالات. على الرغم من تعديلها كيميائيًا من السليلوز الطبيعي ، إلا أن هناك اختلافات كبيرة في التركيب الكيميائي والخصائص الفيزيائية والكيميائية والتطبيقات.
1. التركيب الكيميائي وعملية التحضير
يتم إنتاج ميثيل سيلولوز عن طريق رد فعل السليلوز مع كلوريد الميثيل (أو الميثانول) في ظل الظروف القلوية. خلال هذه العملية ، يتم استبدال جزء من مجموعات الهيدروكسيل (-OH) في جزيئات السليلوز بمجموعات الميثوكسي (-OCH₃) لتشكيل الميثيل كيلولوز. تحدد درجة الاستبدال (DS ، عدد البدائل لكل وحدة الجلوكوز) من ميثيل سيلولوز خواصه الفيزيائية والكيميائية ، مثل الذوبان واللزوجة.
يتم إنتاج carboxymethylcellulose عن طريق رد فعل السليلوز مع حمض الكلوروسيتيك تحت الظروف القلوية ، ويتم استبدال مجموعة الهيدروكسيل بالكربوكيثيل (-Ch₂cooh). تؤثر درجة الاستبدال ودرجة البلمرة (DP) من CMC على قابليتها للذوبان ولزوجتها في الماء. عادة ما يكون CMC في شكل ملح الصوديوم ، ودعا الكربوكيميثيل سيلولوز الصوديوم (NACMC).
2. الخواص الفيزيائية والكيميائية
القابلية للذوبان: ميثيل سيلولوز يذوب في الماء البارد ، لكنه يفقد الذوبان ويشكل هلام في الماء الساخن. يتيح هذا الانعكاس الحراري استخدامه كعامل مثخن وللجلين في معالجة الأغذية. CMC قابلة للذوبان في كل من الماء البارد والساخن ، لكن لزوجة محلولها تتناقص مع زيادة درجة الحرارة.
اللزوجة: تتأثر لزوجة كلاهما بدرجة الاستبدال وتركيز الحل. تزداد لزوجة MC أولاً ثم تتناقص مع زيادة درجة الحرارة ، بينما تنخفض لزوجة CMC مع زيادة درجة الحرارة. هذا يمنحهم مزاياهم الخاصة في تطبيقات صناعية مختلفة.
ثبات الرقم الهيدروجيني: تظل CMC مستقرة على نطاق درجة الحموضة الواسع ، وخاصة في ظل الظروف القلوية ، مما يجعله شائعًا جدًا كثبات ومثخن في الطعام والمستحضرات الصيدلانية. MC مستقر نسبيًا في ظل الظروف المحايدة والقلوية قليلاً ، ولكنه سوف يتحلل في الأحماض القوية أو القلويات.
3. مجالات التطبيق
صناعة المواد الغذائية: يستخدم ميثيل سيلولوز بشكل شائع في الغذاء باعتباره مثمراً ومستحلبًا ومثبتًا. على سبيل المثال ، يمكن أن يحاكي طعم وملمس الدهون عند إنتاج الأطعمة ذات الدهون المنخفض. يستخدم Carboxymethylcellulose على نطاق واسع في المشروبات ، والسلع المخبوزة ومنتجات الألبان كمثخن ومثبت لمنع فصل المياه وتحسين الذوق.
صناعة الأدوية: يتم استخدام الميثيليلولوز في إعداد أقراص الأدوية كطرق وتفكك ، وأيضًا كعامل مواد تشحيم وحماية ، كما هو الحال في قطرات العين العيون كبديل للدموع. يستخدم CMC على نطاق واسع في الطب بسبب توافقه الحيوي الجيد ، مثل إعداد الأدوية والمواد اللاصقة المستدامة في قطرات العين.
صناعة البناء والكيميائية: يستخدم MC على نطاق واسع في مواد البناء كعامل مثمري للمياه والمواد اللاصقة للأسمنت والجبس. يمكن أن يحسن أداء البناء وجودة سطح المواد. غالبًا ما يتم استخدام CMC في المعالجة الطينية في تعدين حقل الزيت ، والطين في طباعة النسيج وصباغة ، والطلاء السطحي للورق ، وما إلى ذلك.
4. السلامة وحماية البيئة
يعتبر كلاهما آمنًا للاستخدام في التطبيقات الغذائية والمستحضرات الصيدلانية ، لكن مصادرهما وعمليات الإنتاج قد يكون لها تأثيرات مختلفة على البيئة. المواد الخام من MC و CMC مستمدة من السليلوز الطبيعي وقابلة للتحلل ، لذلك فهي تؤدي بشكل جيد من حيث الود البيئي. ومع ذلك ، قد تتضمن عملية الإنتاج الخاصة بهم المذيبات الكيميائية والكواشف ، والتي قد يكون لها بعض التأثير على البيئة.
5. السعر والطلب في السوق
نظرًا لعمليات الإنتاج المختلفة ، عادة ما تكون تكلفة إنتاج ميثيل سيلولوز أعلى ، وبالتالي فإن سعر السوق أعلى أيضًا من الكربوكيمي ميثيل سيلولوز. تتمتع CMC عمومًا بطلب في السوق أكبر بسبب تطبيقها الأوسع وتكاليف الإنتاج المنخفضة.
على الرغم من أن ميثيل سيلولوز و carboxymethylcellulose كلاهما مشتقون من السليلوز ، إلا أنهما لهما اختلافات كبيرة في الهيكل والخصائص والتطبيقات والطلب في السوق. يستخدم ميثيل سيلولوز بشكل أساسي في مجالات المواد الغذائية والطب ومواد البناء بسبب عكسه الحرارية الفريدة والتحكم العالي اللزوجة. تم استخدام Carboxymethyl السليلوز على نطاق واسع في الغذاء والطب والبتروكيماويات والمنسوجات وغيرها من الصناعات بسبب قابليته للذوبان الممتازة ، وتعديل اللزوجة ، والقدرة على التكيف على الرقم الهيدروجيني. يعتمد اختيار مشتق السليلوز على سيناريو التطبيق المحدد والاحتياجات.
وقت النشر: Aug-20-2024