تفاوت متیل سلولز و کربوکسی متیل سلولز چیست؟

متیل سلولز (MC) و کربوکسی متیل سلولز (CMC) دو مشتق رایج سلولز هستند که به طور گسترده در مواد غذایی، پزشکی، ساختمان سازی، صنایع شیمیایی و سایر زمینه ها استفاده می شود. اگرچه همه آنها از نظر شیمیایی از سلولز طبیعی اصلاح شده اند، اما تفاوت های قابل توجهی در ساختار شیمیایی، خواص فیزیکی و شیمیایی و کاربردها وجود دارد.

1. ساختار شیمیایی و فرآیند آماده سازی
متیل سلولز از واکنش سلولز با متیل کلرید (یا متانول) در شرایط قلیایی تولید می شود. در طی این فرآیند، بخشی از گروه‌های هیدروکسیل (-OH) در مولکول‌های سلولز با گروه‌های متوکسی (-OCH3) جایگزین می‌شوند تا متیل سلولز را تشکیل دهند. درجه جایگزینی متیل سلولز (DS، تعداد مواد جایگزین در واحد گلوکز) خواص فیزیکی و شیمیایی آن مانند حلالیت و ویسکوزیته را تعیین می کند.

کربوکسی متیل سلولز با واکنش سلولز با اسید کلرواستیک در شرایط قلیایی تولید می شود و گروه هیدروکسیل با کربوکسی متیل (-CH2COOH) جایگزین می شود. درجه جانشینی و درجه پلیمریزاسیون (DP) CMC بر حلالیت و ویسکوزیته آن در آب تأثیر می گذارد. CMC معمولاً به شکل نمک سدیم به نام سدیم کربوکسی متیل سلولز (NaCMC) وجود دارد.

2. خواص فیزیکی و شیمیایی
حلالیت: متیل سلولز در آب سرد حل می شود، اما حلالیت خود را از دست می دهد و در آب گرم به شکل ژل در می آید. این برگشت پذیری حرارتی استفاده از آن را به عنوان یک عامل ضخیم کننده و ژل کننده در فرآوری مواد غذایی امکان پذیر می کند. CMC هم در آب سرد و هم در آب گرم محلول است، اما ویسکوزیته محلول آن با افزایش دما کاهش می یابد.

ویسکوزیته: ویسکوزیته هر دو تحت تأثیر درجه جانشینی و غلظت محلول است. ویسکوزیته MC ابتدا با افزایش دما افزایش می یابد و سپس کاهش می یابد، در حالی که ویسکوزیته CMC با افزایش دما کاهش می یابد. این به آنها مزایای خاص خود را در کاربردهای مختلف صنعتی می دهد.

پایداری pH: CMC در محدوده وسیعی از pH ثابت می ماند، به خصوص در شرایط قلیایی، که آن را به عنوان یک تثبیت کننده و غلیظ کننده در مواد غذایی و دارویی بسیار محبوب می کند. MC در شرایط خنثی و کمی قلیایی نسبتاً پایدار است، اما در اسیدهای قوی یا قلیایی تجزیه می شود.

3. حوزه های کاربردی
صنایع غذایی: متیل سلولز معمولا در مواد غذایی به عنوان قوام دهنده، امولسیفایر و تثبیت کننده استفاده می شود. به عنوان مثال، می تواند طعم و بافت چربی را در هنگام تولید غذاهای کم چرب تقلید کند. کربوکسی متیل سلولز به طور گسترده در نوشیدنی ها، محصولات پخته شده و محصولات لبنی به عنوان غلیظ کننده و تثبیت کننده برای جلوگیری از جدا شدن آب و بهبود طعم استفاده می شود.

صنعت داروسازی: متیل سلولز در تهیه قرص های دارویی به عنوان چسباننده و تجزیه کننده و همچنین به عنوان روان کننده و عامل محافظتی مانند قطره های چشمی به عنوان جایگزین اشک استفاده می شود. CMC به دلیل زیست سازگاری خوب، مانند تهیه داروهای با رهش پایدار و چسب در قطره های چشمی، به طور گسترده در پزشکی استفاده می شود.

صنایع ساختمانی و شیمیایی: MC به طور گسترده در مصالح ساختمانی به عنوان ضخیم کننده، عامل نگهدارنده آب و چسب سیمان و گچ استفاده می شود. این می تواند عملکرد ساخت و ساز و کیفیت سطح مواد را بهبود بخشد. CMC اغلب در تصفیه گل در معادن میدان نفتی، دوغاب در چاپ و رنگرزی پارچه، پوشش سطح کاغذ و غیره استفاده می شود.

4. ایمنی و حفاظت از محیط زیست
هر دوی آنها برای استفاده در برنامه های غذایی و دارویی ایمن در نظر گرفته می شوند، اما منابع و فرآیندهای تولید آنها ممکن است اثرات متفاوتی بر محیط زیست داشته باشد. مواد اولیه MC و CMC از سلولز طبیعی مشتق شده و زیست تخریب پذیر هستند، بنابراین از نظر سازگاری با محیط زیست عملکرد خوبی دارند. با این حال، فرآیند تولید آنها ممکن است شامل حلال‌ها و معرف‌های شیمیایی باشد که ممکن است بر محیط زیست تأثیر بگذارد.

5. قیمت و تقاضای بازار
به دلیل فرآیندهای مختلف تولید، هزینه تولید متیل سلولز معمولاً بالاتر است، بنابراین قیمت بازار آن نیز از کربوکسی متیل سلولز بالاتر است. CMC به دلیل کاربرد گسترده تر و هزینه های تولید پایین تر، عموماً تقاضای بازار بیشتری دارد.

اگرچه متیل سلولز و کربوکسی متیل سلولز هر دو مشتقات سلولز هستند، اما تفاوت های قابل توجهی در ساختار، خواص، کاربردها و تقاضای بازار دارند. متیل سلولز به دلیل برگشت پذیری حرارتی منحصر به فرد و کنترل ویسکوزیته بالا عمدتاً در زمینه های غذایی، دارویی و مصالح ساختمانی استفاده می شود. کربوکسی متیل سلولز به دلیل حلالیت عالی، تنظیم ویسکوزیته و سازگاری گسترده با pH به طور گسترده در صنایع غذایی، دارویی، پتروشیمی، نساجی و سایر صنایع استفاده می شود. انتخاب مشتق سلولز به سناریو و نیازهای کاربردی خاص بستگی دارد.