Methylcelulóza (MC) a karboxymethylcelulóza (CMC) jsou dva běžné deriváty celulózy, které se široce používají v potravinách, medicíně, konstrukci, chemickém průmyslu a dalších oborech. Ačkoli jsou všechny chemicky modifikovány z přirozené celulózy, existují významné rozdíly v chemické struktuře, fyzikálních a chemických vlastnostech a aplikacích.
1. Proces chemické struktury a přípravy
Methylcelulóza se produkuje reagováním celulózy s methylchloridem (nebo methanolem) za alkalických podmínek. Během tohoto procesu je část hydroxylových skupin (-OH) v molekulách celulózy nahrazena methoxy skupinami (-Och₃) za vzniku methylcelulózy. Stupeň substituce (DS, počet substituentů na glukózovou jednotku) methylcelulózy určuje její fyzikální a chemické vlastnosti, jako je rozpustnost a viskozita.
Karboxymethylcelulóza se produkuje reagováním celulózy s kyselinou chloroctovou za alkalických podmínek a hydroxylová skupina je nahrazena karboxymethyl (-ch₂cooh). Stupeň substituce a stupeň polymerace (DP) CMC ovlivňuje jeho rozpustnost a viskozitu ve vodě. CMC obvykle existuje ve formě sodné soli, zvané karboxymethylcelulóza sodíku (NACMC).
2. Fyzikální a chemické vlastnosti
Rozpustnost: Methylcelulóza se rozpouští ve studené vodě, ale ztrácí rozpustnost a tvoří gel v horké vodě. Tato tepelná reverzibilita umožňuje jeho použití jako zahušťovadlo a gelovací činidlo při zpracování potravin. CMC je rozpustná v chladné i horké vodě, ale viskozita jeho roztoku se s rostoucí teplotou snižuje.
Viskozita: Viskozita obou je ovlivněna stupněm koncentrace substituce a roztoku. Viskozita MC se nejprve zvyšuje a poté se zvyšuje teplota, zatímco viskozita CMC klesá se zvyšováním teploty. To jim dává jejich vlastní výhody v různých průmyslových aplikacích.
Stabilita pH: CMC zůstává stabilní v širokém rozsahu pH, zejména za alkalických podmínek, což je velmi populární jako stabilizátor a zahušťování v potravinách a léčivech. MC je relativně stabilní za neutrálních a mírně alkalických podmínek, ale degraduje se silnými kyselinami nebo alkaliky.
3. oblasti aplikací
Potravinářský průmysl: Methylcelulóza se běžně používá v potravinách jako zahušťovadlo, emulgátor a stabilizátor. Například může napodobovat chuť a texturu tuku při výrobě potravin s nízkým obsahem tuku. Karboxymethylcelulóza se široce používá v nápojích, pečivech a mléčných výrobcích jako zahušťovadlo a stabilizátor, aby se zabránilo oddělení vody a zlepšilo chuť.
Farmaceutický průmysl: Methylcelulóza se používá při přípravě farmaceutických tablet jako pořadače a dezintegrant a také jako mazivo a ochranné činidlo, jako například v očních očních kapkách jako nahrazení slzy. CMC se v medicíně široce používá díky své dobré biokompatibilitě, jako je příprava léků s trvalým uvolňováním a lepidla v očních kapkách.
Stavební a chemický průmysl: MC se široce používá ve stavebních materiálech jako zahušťovadlo, činidlo pro udržení vody a lepidlo pro cement a sádru. Může zlepšit výkon konstrukce a povrchovou kvalitu materiálů. CMC se často používá při ošetření bahna při těžbě olejového pole, kalu v textilním tisku a barvení, povrchovém povlaku papíru atd.
4. Bezpečnost a ochrana životního prostředí
Oba jsou považováni za bezpečné pro použití v potravinářských a farmaceutických aplikacích, ale jejich zdroje a výrobní procesy mohou mít různé dopady na životní prostředí. Suroviny MC a CMC jsou odvozeny od přirozené celulózy a jsou biologicky rozložitelné, takže se dobře chovají z hlediska environmentální přívětivosti. Jejich výrobní proces však může zahrnovat chemická rozpouštědla a činidla, což může mít určitý dopad na životní prostředí.
5. Cena a poptávka po trhu
V důsledku různých výrobních procesů jsou výrobní náklady na methylcelulózu obvykle vyšší, takže jeho tržní cena je také vyšší než karboxymethylcelulóza. CMC má obecně větší tržní poptávku díky své širší aplikaci a nižší výrobní náklady.
Ačkoli methylcelulóza a karboxymethylcelulóza jsou deriváty celulózy, mají významné rozdíly ve struktuře, vlastnostech, aplikacích a poptávcech na trhu. Methylcelulóza se používá hlavně v polích potravy, medicíny a stavebních materiálů kvůli jeho jedinečné tepelné reverzibilitě a vysoké kontrole viskozity. Karboxymethylcelulóza se široce používá v potravinách, medicíně, petrochemickém, textilním a jiném průmyslu kvůli své vynikající rozpustnosti, nastavení viskozity a široké přizpůsobivosti pH. Výběr derivátu celulózy závisí na konkrétním scénáři aplikací a potřeb.
Čas příspěvku: srpen-20-2024