Metilceluloza (MC) i karboksimetilceluloza (CMC) su dva uobičajena derivata celuloze, široko se koriste u hrani, medicini, konstrukciji, kemijskoj industriji i drugim poljima. Iako su svi kemijski modificirani iz prirodne celuloze, postoje značajne razlike u kemijskoj strukturi, fizičkim i kemijskim svojstvima i primjenama.
1. Kemijska struktura i postupak pripreme
Metilceluloza nastaje reakcijom celuloze s metil kloridom (ili metanolom) u alkalnim uvjetima. Tijekom ovog procesa, dio hidroksilnih skupina (-OH) u molekulama celuloze zamijenjen je metoksi skupinama (-OCH₃) kako bi se stvorila metilceluloza. Stupanj supstitucije (DS, broj supstituenata po jedinici glukoze) metilceluloze određuje njegova fizička i kemijska svojstva, poput topljivosti i viskoznosti.
Karboksimetilceluloza nastaje reakcijom celuloze s klorooctenom kiselinom u alkalnim uvjetima, a hidroksilna skupina zamjenjuje se karboksimetilom (-CH₂COOH). Stupanj supstitucije i stupnja polimerizacije (DP) CMC utječu na njegovu topljivost i viskoznost u vodi. CMC obično postoji u obliku natrijeve soli, koja se naziva natrijeva karboksimetilceluloza (NACMC).
2. Fizička i kemijska svojstva
Topljivost: Metilceluloza se otapa u hladnoj vodi, ali gubi topljivost i tvori gel u vrućoj vodi. Ova toplinska reverzibilnost omogućuje njegovu upotrebu kao zgušnjivalo i sredstvo za geliranje u preradi hrane. CMC je topiv i u hladnoj i u vrućoj vodi, ali viskoznost njegove otopine smanjuje se kako se temperatura povećava.
Viskoznost: na viskoznost oboje utječe stupanj supstitucije i koncentracije otopine. Viskoznost MC prvo se povećava, a zatim se smanjuje kako se temperatura povećava, dok se viskoznost CMC smanjuje kako se temperatura povećava. To im daje vlastite prednosti u različitim industrijskim aplikacijama.
PH stabilnost: CMC ostaje stabilan u širokom rasponu pH, posebno u alkalnim uvjetima, što ga čini vrlo popularnim kao stabilizator i zgušnjavanje u hrani i lijekovima. MC je relativno stabilan u neutralnim i blago alkalnim uvjetima, ali će se razgraditi u jakim kiselinama ili alkalijama.
3. Područja primjene
Prehrambena industrija: Metilceluloza se obično koristi u hrani kao zgušnjivač, emulgator i stabilizator. Na primjer, može oponašati ukus i teksturu masti pri proizvodnji hrane s malo masti. Karboksimetilceluloza se široko koristi u pićima, pečenim proizvodima i mliječnim proizvodima kao zgušnjivač i stabilizator kako bi se spriječilo odvajanje vode i poboljšao okus.
Farmaceutska industrija: Metilceluloza se koristi u pripremi farmaceutskih tableta kao veziva i raspada, a također i kao mazivo i zaštitno sredstvo, poput oftalmičkih kapi za oči kao zamjena za suzu. CMC se naširoko koristi u medicini zbog dobre biokompatibilnosti, poput pripreme lijekova i ljepila za održivo oslobađanje u kapi za oči.
Izgradnja i kemijska industrija: MC se široko koristi u građevinskim materijalima kao zgušnjivač, sredstvo za zadržavanje vode i ljepilo za cement i gips. Može poboljšati konstrukcijske performanse i površinsku kvalitetu materijala. CMC se često koristi u obradi blata u rudarstvu naftnog polja, suspenzija u tekstilnom tiskanju i boji, površinskom oblogu papira, itd.
4. Sigurnost i zaštita okoliša
Oboje se smatraju sigurnim za upotrebu u hrani i farmaceutskim primjenama, ali njihovi izvori i proizvodni procesi mogu imati različit utjecaj na okoliš. Sirovine MC i CMC izvedene su iz prirodne celuloze i biorazgradive su, tako da se dobro snalaze u smislu okolišne prijatnosti. Međutim, njihov proces proizvodnje može uključivati kemijska otapala i reagense, što može imati određeni utjecaj na okoliš.
5. potražnja za cijenom i tržišnom
Zbog različitih proizvodnih procesa, troškovi proizvodnje metilceluloze obično su veći, tako da je njegova tržišna cijena također veća od karboksimetilceluloze. CMC općenito ima veću potražnju na tržištu zbog šire primjene i nižih troškova proizvodnje.
Iako su metilceluloza i karboksimetilceluloza derivati celuloze, oni imaju značajne razlike u strukturi, svojstvima, primjenama i potražnji na tržištu. Metilceluloza se uglavnom koristi u područjima hrane, lijekova i građevinskih materijala zbog svoje jedinstvene toplinske reverzibilnosti i visoke kontrole viskoznosti. Karboksimetil celuloza široko se koristi u hrani, medicini, petrokemijskoj, tekstilnoj i drugim industrijama zbog izvrsne topljivosti, prilagodbe viskoznosti i široke prilagodljivosti pH. Izbor derivata celuloze ovisi o specifičnom scenariju primjene i potrebama.
Post Vrijeme: kolovoz-20-2024