A metilcelulosa (MC) e a carboximetilcelulosa (CMC) son dous derivados comúns da celulosa, moi utilizados na alimentación, medicina, construción, industria química e outros campos. Aínda que todos están modificados quimicamente a partir de celulosa natural, existen diferenzas significativas na estrutura química, propiedades físicas e químicas e aplicacións.
1. Estrutura química e proceso de preparación
A metilcelulosa prodúcese facendo reaccionar a celulosa con cloruro de metilo (ou metanol) en condicións alcalinas. Durante este proceso, parte dos grupos hidroxilo (-OH) das moléculas de celulosa son substituídos por grupos metoxi (-OCH₃) para formar metilcelulosa. O grao de substitución (DS, número de substituíntes por unidade de glicosa) da metilcelulosa determina as súas propiedades físicas e químicas, como a solubilidade e a viscosidade.
A carboximetilcelulosa prodúcese ao reaccionar a celulosa con ácido cloroacético en condicións alcalinas, e o grupo hidroxilo substitúese por carboximetilo (-CH₂COOH). O grao de substitución e o grao de polimerización (DP) do CMC afectan á súa solubilidade e viscosidade en auga. A CMC adoita existir en forma de sal sódica, chamada carboximetilcelulosa sódica (NaCMC).
2. Propiedades físicas e químicas
Solubilidade: a metilcelulosa disólvese en auga fría, pero perde a solubilidade e forma un xel en auga quente. Esta reversibilidade térmica permite o seu uso como espesante e xelificante no procesado de alimentos. CMC é soluble tanto en auga fría como quente, pero a viscosidade da súa solución diminúe a medida que aumenta a temperatura.
Viscosidade: a viscosidade de ambos está afectada polo grao de substitución e a concentración da solución. A viscosidade do MC primeiro aumenta e despois diminúe a medida que aumenta a temperatura, mentres que a viscosidade do CMC diminúe a medida que aumenta a temperatura. Isto dálles as súas propias vantaxes en diferentes aplicacións industriais.
Estabilidade do pH: CMC mantense estable nun amplo rango de pH, especialmente en condicións alcalinas, o que o fai moi popular como estabilizador e espesante en alimentos e produtos farmacéuticos. MC é relativamente estable en condicións neutras e lixeiramente alcalinas, pero degradarase en ácidos ou álcalis fortes.
3. Ámbitos de aplicación
Industria alimentaria: a metilcelulosa úsase habitualmente nos alimentos como espesante, emulsionante e estabilizador. Por exemplo, pode imitar o sabor e a textura da graxa cando se producen alimentos baixos en graxa. A carboximetilcelulosa úsase amplamente en bebidas, produtos horneados e produtos lácteos como espesante e estabilizador para evitar a separación da auga e mellorar o sabor.
Industria farmacéutica: a metilcelulosa utilízase na preparación de comprimidos farmacéuticos como aglutinante e desintegrante, e tamén como lubricante e axente protector, como nas gotas oftálmicas como substituto das bágoas. A CMC úsase amplamente en medicina debido á súa boa biocompatibilidade, como a preparación de fármacos de liberación sostida e adhesivos en gotas oculares.
Construción e industria química: MC úsase amplamente en materiais de construción como espesante, axente de retención de auga e adhesivo para cemento e xeso. Pode mellorar o rendemento da construción e a calidade superficial dos materiais. A CMC úsase a miúdo no tratamento de barro na minería de campos petrolíferos, en puríns en impresión e tingimento téxtil, revestimento de superficies de papel, etc.
4. Seguridade e protección ambiental
Ambos considéranse seguros para o seu uso en aplicacións alimentarias e farmacéuticas, pero as súas fontes e procesos de produción poden ter diferentes impactos no medio ambiente. As materias primas de MC e CMC derivan da celulosa natural e son biodegradables, polo que teñen un bo rendemento en termos de respeto ao medio ambiente. Non obstante, o seu proceso de produción pode implicar disolventes e reactivos químicos, que poden ter algún impacto no medio ambiente.
5. Prezo e demanda do mercado
Debido aos diferentes procesos de produción, o custo de produción da metilcelulosa adoita ser maior, polo que o seu prezo de mercado tamén é superior ao da carboximetilcelulosa. CMC xeralmente ten unha maior demanda no mercado debido á súa aplicación máis ampla e aos seus custos de produción máis baixos.
Aínda que a metilcelulosa e a carboximetilcelulosa son derivados da celulosa, presentan diferenzas significativas na estrutura, propiedades, aplicacións e demanda do mercado. A metilcelulosa utilízase principalmente nos campos dos alimentos, a medicina e os materiais de construción debido á súa reversibilidade térmica única e ao seu control de alta viscosidade. A carboximetil celulosa foi amplamente utilizada en industrias alimentarias, medicinais, petroquímicas, téxtiles e outras por mor da súa excelente solubilidade, axuste da viscosidade e ampla adaptabilidade do pH. A elección do derivado de celulosa depende do escenario de aplicación específico e das necesidades.
Hora de publicación: 20-ago-2024