Metüültselluloos (MC) ja karboksümetüültselluloos (CMC) on kaks tavalist tselluloosi derivaati, mida kasutatakse laialdaselt toiduainetes, meditsiinis, ehituses, keemiatööstuses ja muudes valdkondades. Kuigi need kõik on keemiliselt modifitseeritud looduslikust tselluloosist, on keemilises struktuuris, füüsikalistes ja keemilistes omadustes ning rakendustes olulisi erinevusi.
1. Keemiline struktuur ja valmistamisprotsess
Metüültselluloosi toodetakse tselluloosi reageerimisel metüülkloriidiga (või metanooliga) leeliselistes tingimustes. Selle protsessi käigus asendatakse osa hüdroksüülrühmadest (-OH) tselluloosi molekulides metoksürühmadega (-OCH₃), moodustades metüültselluloosi. Metüültselluloosi asendusaste (DS, asendajate arv glükoosiühiku kohta) määrab selle füüsikalised ja keemilised omadused, nagu lahustuvus ja viskoossus.
Karboksümetüültselluloos saadakse tselluloosi reageerimisel kloroäädikhappega leeliselistes tingimustes ja hüdroksüülrühm asendatakse karboksümetüüliga (-CH2COOH). CMC asendusaste ja polümerisatsiooniaste (DP) mõjutavad selle lahustuvust ja viskoossust vees. CMC esineb tavaliselt naatriumsoola kujul, mida nimetatakse naatriumkarboksümetüültselluloosiks (NaCMC).
2. Füüsikalised ja keemilised omadused
Lahustuvus: Metüültselluloos lahustub külmas vees, kuid kaotab lahustuvuse ja moodustab kuumas vees geeli. See termiline pöörduvus võimaldab seda kasutada toiduainete töötlemisel paksendaja ja tarretusainena. CMC lahustub nii külmas kui kuumas vees, kuid selle lahuse viskoossus väheneb temperatuuri tõustes.
Viskoossus: mõlema viskoossust mõjutavad asendusaste ja lahuse kontsentratsioon. MC viskoossus esmalt suureneb ja seejärel väheneb temperatuuri tõustes, samal ajal kui CMC viskoossus väheneb temperatuuri tõustes. See annab neile oma eelised erinevates tööstuslikes rakendustes.
pH stabiilsus: CMC püsib stabiilsena laias pH vahemikus, eriti leeliselistes tingimustes, mistõttu on see toiduainetes ja ravimites stabilisaatori ja paksendajana väga populaarne. MC on neutraalsetes ja kergelt aluselistes tingimustes suhteliselt stabiilne, kuid laguneb tugevates hapetes või leelistes.
3. Kasutusalad
Toiduainetööstus: Metüültselluloosi kasutatakse toidus tavaliselt paksendaja, emulgaatorina ja stabilisaatorina. Näiteks võib see madala rasvasisaldusega toitude valmistamisel jäljendada rasva maitset ja tekstuuri. Karboksümetüültselluloosi kasutatakse laialdaselt jookides, küpsetistes ja piimatoodetes paksendaja ja stabilisaatorina, et vältida vee eraldumist ja parandada maitset.
Farmaatsiatööstus: Metüültselluloosi kasutatakse farmaatsiatablettide valmistamisel sideaine ja lagundajana ning ka määrde- ja kaitseainena, nt oftalmoloogilistes silmatilkades pisaraasendajana. CMC-d kasutatakse laialdaselt meditsiinis tänu selle heale biosobivusele, näiteks toimeainet püsivalt vabastavate ravimite ja liimainete valmistamisel silmatilkades.
Ehitus- ja keemiatööstus: MC-d kasutatakse laialdaselt ehitusmaterjalides paksendajana, vett hoidva ainena ning tsemendi ja kipsi liimina. See võib parandada materjalide ehitusjõudlust ja pinnakvaliteeti. CMC-d kasutatakse sageli muda töötlemisel naftaväljade kaevandamisel, läga tekstiili trükkimisel ja värvimisel, paberi pinnakatmisel jne.
4. Ohutus ja keskkonnakaitse
Mõlemat peetakse toiduainetes ja farmaatsiarakendustes kasutamiseks ohutuks, kuid nende allikatel ja tootmisprotsessidel võib olla keskkonnale erinev mõju. MC ja CMC toorained on saadud looduslikust tselluloosist ja on biolagunevad, seega toimivad need keskkonnasõbralikkuse mõttes hästi. Kuid nende tootmisprotsess võib hõlmata keemilisi lahusteid ja reaktiive, millel võib olla mõningane mõju keskkonnale.
5. Hind ja turunõudlus
Erinevate tootmisprotsesside tõttu on metüültselluloosi tootmismaksumus tavaliselt kõrgem, mistõttu on ka selle turuhind kõrgem kui karboksümetüültselluloosil. CMC-l on üldiselt suurem turunõudlus selle laiema kasutusala ja madalamate tootmiskulude tõttu.
Kuigi metüültselluloos ja karboksümetüültselluloos on mõlemad tselluloosi derivaadid, on nende struktuuris, omadustes, rakendustes ja turunõudluses olulisi erinevusi. Metüültselluloosi kasutatakse selle ainulaadse termilise pöörduvuse ja kõrge viskoossuse kontrolli tõttu peamiselt toiduainete, meditsiini ja ehitusmaterjalide valdkonnas. Karboksümetüültselluloosi on selle suurepärase lahustuvuse, viskoossuse reguleerimise ja laialdase pH kohandatavuse tõttu laialdaselt kasutatud toiduainete-, meditsiini-, naftakeemia-, tekstiili- ja muudes tööstusharudes. Tselluloosi derivaadi valik sõltub konkreetsest kasutusstsenaariumist ja vajadustest.
Postitusaeg: 20. august 2024