La metilcelulosa (MC) y la carboximetilcelulosa (CMC) son dos derivados de celulosa comunes, ampliamente utilizados en alimentos, medicina, construcción, industria química y otros campos. Aunque todos están modificados químicamente de la celulosa natural, existen diferencias significativas en la estructura química, las propiedades físicas y químicas y las aplicaciones.
1. Estructura química y proceso de preparación
La metilcelulosa se produce reaccionando la celulosa con cloruro de metilo (o metanol) en condiciones alcalinas. Durante este proceso, parte de los grupos hidroxilo (-OH) en las moléculas de celulosa se reemplazan por grupos metoxi (-Och₃) para formar metilcelulosa. El grado de sustitución (DS, el número de sustituyentes por unidad de glucosa) de metilcelulosa determina sus propiedades físicas y químicas, como la solubilidad y la viscosidad.
La carboximetilcelulosa se produce reaccionando la celulosa con ácido cloroacético en condiciones alcalinas, y el grupo hidroxilo se reemplaza por carboximetilo (-CH₂COOH). El grado de sustitución y grado de polimerización (DP) de CMC afecta su solubilidad y viscosidad en el agua. CMC generalmente existe en forma de sal de sodio, llamada carboximetilcelulosa de sodio (NACMC).
2. Propiedades físicas y químicas
Solubilidad: la metilcelulosa se disuelve en agua fría, pero pierde la solubilidad y forma un gel en agua caliente. Esta reversibilidad térmica permite su uso como espesante y agente gelificante en el procesamiento de alimentos. CMC es soluble en agua fría y caliente, pero la viscosidad de su solución disminuye a medida que aumenta la temperatura.
Viscosidad: la viscosidad de ambos se ve afectada por el grado de sustitución y concentración de solución. La viscosidad de MC primero aumenta y luego disminuye a medida que aumenta la temperatura, mientras que la viscosidad de CMC disminuye a medida que aumenta la temperatura. Esto les da sus propias ventajas en diferentes aplicaciones industriales.
Estabilidad de pH: CMC permanece estable en un amplio rango de pH, especialmente en condiciones alcalinas, lo que lo hace muy popular como estabilizador y espesante en alimentos y productos farmacéuticos. MC es relativamente estable en condiciones neutras y ligeramente alcalinas, pero se degradará en ácidos fuertes o álcalis.
3. Áreas de aplicación
Industria alimentaria: la metilcelulosa se usa comúnmente en alimentos como espesante, emulsionante y estabilizador. Por ejemplo, puede imitar el sabor y la textura de la grasa al producir alimentos bajos en grasa. La carboximetilcelulosa se usa ampliamente en bebidas, productos horneados y productos lácteos como espesante y estabilizador para evitar la separación del agua y mejorar el sabor.
Industria farmacéutica: la metilcelulosa se usa en la preparación de tabletas farmacéuticas como aglutinante y desintegrante, y también como un agente lubricante y protector, como en las gotas de los ojos oftálmicos como un sustituto de la lágrima. CMC se usa ampliamente en medicina debido a su buena biocompatibilidad, como la preparación de medicamentos y adhesivos de liberación sostenida en gotas oculares.
Construcción y industria química: MC se usa ampliamente en materiales de construcción como espesante, agente de retención de agua y adhesivo para el cemento y el yeso. Puede mejorar el rendimiento de la construcción y la calidad de la superficie de los materiales. CMC a menudo se usa en el tratamiento de lodo en la minería del campo del petróleo, la suspensión en la impresión y el teñido textiles, el recubrimiento superficial de papel, etc.
4. Seguridad y protección del medio ambiente
Ambos se consideran seguros para su uso en aplicaciones alimentarias y farmacéuticas, pero sus fuentes y procesos de producción pueden tener diferentes impactos en el medio ambiente. Las materias primas de MC y CMC se derivan de la celulosa natural y son biodegradables, por lo que tienen un buen desempeño en términos de amistad ambiental. Sin embargo, su proceso de producción puede involucrar solventes y reactivos químicos, que pueden tener algún impacto en el medio ambiente.
5. Precio y demanda del mercado
Debido a los diferentes procesos de producción, el costo de producción de la metilcelulosa suele ser más alto, por lo que su precio de mercado también es más alto que la carboximetilcelulosa. CMC generalmente tiene una mayor demanda del mercado debido a su aplicación más amplia y menores costos de producción.
Aunque la metilcelulosa y la carboximetilcelulosa son derivados de la celulosa, tienen diferencias significativas en la estructura, las propiedades, las aplicaciones y la demanda del mercado. La metilcelulosa se usa principalmente en los campos de alimentos, medicamentos y materiales de construcción debido a su reversibilidad térmica única y su alto control de viscosidad. La carboximetilcelulosa se ha utilizado ampliamente en alimentos, medicamentos, petroquímicas, textiles y otras industrias debido a su excelente solubilidad, ajuste de viscosidad y adaptabilidad de pH amplia. La elección del derivado de la celulosa depende del escenario y las necesidades de la aplicación específica.
Tiempo de publicación: agosto-20-2024