Metilceluloza (MC) i karboksimetilceluloza (CMC) su dva uobičajena derivata celuloze, koja se široko koriste u hrani, medicini, građevinarstvu, hemijskoj industriji i drugim poljima. Iako su svi hemijski modifikovani od prirodne celuloze, postoje značajne razlike u hemijskoj strukturi, fizičkim i hemijskim svojstvima i primeni.
1. Hemijska struktura i proces pripreme
Metilceluloza se proizvodi reakcijom celuloze sa metil hloridom (ili metanolom) u alkalnim uslovima. Tokom ovog procesa, dio hidroksilnih grupa (-OH) u molekulima celuloze zamjenjuje se metoksi grupama (-OCH3) kako bi se formirala metilceluloza. Stepen supstitucije (DS, broj supstituenata po jedinici glukoze) metilceluloze određuje njena fizička i hemijska svojstva, kao što su rastvorljivost i viskoznost.
Karboksimetilceluloza se proizvodi reakcijom celuloze sa hloroctenom kiselinom u alkalnim uslovima, a hidroksilna grupa je zamenjena karboksimetilom (-CH2COOH). Stepen supstitucije i stepen polimerizacije (DP) CMC utiču na njegovu rastvorljivost i viskozitet u vodi. CMC obično postoji u obliku natrijumove soli, nazvane natrijum karboksimetilceluloza (NaCMC).
2. Fizička i hemijska svojstva
Rastvorljivost: Metilceluloza se rastvara u hladnoj vodi, ali gubi rastvorljivost i formira gel u vrućoj vodi. Ova termička reverzibilnost omogućava upotrebu kao zgušnjivač i sredstvo za želiranje u preradi hrane. CMC je rastvorljiv i u hladnoj i u toploj vodi, ali viskoznost njegove otopine opada kako se temperatura povećava.
Viskoznost: Na viskoznost oba utječu stupanj zamjene i koncentracija otopine. Viskoznost MC prvo raste, a zatim opada kako temperatura raste, dok viskoznost CMC opada kako temperatura raste. To im daje vlastite prednosti u različitim industrijskim primjenama.
pH stabilnost: CMC ostaje stabilan u širokom rasponu pH, posebno u alkalnim uslovima, što ga čini veoma popularnim kao stabilizator i zgušnjivač u hrani i farmaceutskim proizvodima. MC je relativno stabilan u neutralnim i blago alkalnim uslovima, ali će se razgraditi u jakim kiselinama ili alkalijama.
3. Područja primjene
Prehrambena industrija: Metilceluloza se obično koristi u hrani kao zgušnjivač, emulgator i stabilizator. Na primjer, može oponašati okus i teksturu masti kada proizvodi hranu s niskim udjelom masti. Karboksimetilceluloza se široko koristi u pićima, pekarskim i mliječnim proizvodima kao zgušnjivač i stabilizator za sprječavanje odvajanja vode i poboljšanje okusa.
Farmaceutska industrija: Metilceluloza se koristi u pripremi farmaceutskih tableta kao vezivo i dezintegrant, a takođe i kao lubrikant i zaštitno sredstvo, kao što su oftalmološke kapi za oči kao zamena za suzu. CMC se široko koristi u medicini zbog svoje dobre biokompatibilnosti, kao što je priprema lijekova s produženim oslobađanjem i adheziva u kapima za oči.
Građevinska i hemijska industrija: MC se široko koristi u građevinskim materijalima kao zgušnjivač, sredstvo za zadržavanje vode i ljepilo za cement i gips. Može poboljšati performanse konstrukcije i kvalitet površine materijala. CMC se često koristi u tretmanu isplake u eksploataciji naftnih polja, suspenziji u štampanju i bojanju tekstila, površinskom premazivanju papira itd.
4. Sigurnost i zaštita životne sredine
Oba se smatraju sigurnima za upotrebu u prehrambenoj i farmaceutskoj primjeni, ali njihovi izvori i proizvodni procesi mogu imati različite utjecaje na okoliš. Sirovine za MC i CMC su dobijene od prirodne celuloze i biorazgradive su, tako da se dobro ponašaju u pogledu ekološke prihvatljivosti. Međutim, njihov proizvodni proces može uključivati kemijske rastvarače i reagense, koji mogu imati određeni utjecaj na okoliš.
5. Cijena i potražnja na tržištu
Zbog različitih proizvodnih procesa, cijena proizvodnje metilceluloze je obično veća, pa je i njena tržišna cijena viša od karboksimetilceluloze. CMC općenito ima veću potražnju na tržištu zbog svoje šire primjene i nižih troškova proizvodnje.
Iako su i metilceluloza i karboksimetilceluloza derivati celuloze, imaju značajne razlike u strukturi, svojstvima, primjeni i potražnji na tržištu. Metilceluloza se uglavnom koristi u oblasti hrane, medicine i građevinskih materijala zbog svoje jedinstvene termičke reverzibilnosti i visoke kontrole viskoziteta. Karboksimetil celuloza se široko koristi u prehrambenoj, medicinskoj, petrohemijskoj, tekstilnoj i drugim industrijama zbog svoje odlične rastvorljivosti, podešavanja viskoziteta i široke prilagodljivosti pH vrednosti. Izbor derivata celuloze ovisi o specifičnom scenariju primjene i potrebama.
Vrijeme objave: 20.08.2024