Metýlsellulósa (MC) og karboxýmetýlsellulósa (CMC) eru tvær algengar sellulósaafleiður, mikið notaðar í matvælum, lyfjum, byggingariðnaði, efnaiðnaði og öðrum sviðum. Þrátt fyrir að þau séu öll efnafræðilega breytt úr náttúrulegum sellulósa, þá er verulegur munur á efnafræðilegri uppbyggingu, eðlis- og efnafræðilegum eiginleikum og notkun.
1. Efnafræðileg uppbygging og undirbúningsferli
Metýlsellulósa er framleitt með því að hvarfa sellulósa við metýlklóríð (eða metanól) við basísk skilyrði. Í þessu ferli er hluti af hýdroxýlhópunum (-OH) í sellulósasameindunum skipt út fyrir metoxýhópa (-OCH₃) til að mynda metýlsellulósa. Skiptingarstig (DS, fjöldi skiptihópa á glúkósaeiningu) metýlsellulósa ákvarðar eðlis- og efnafræðilega eiginleika þess, svo sem leysni og seigju.
Karboxýmetýlsellulósa er framleitt með því að hvarfa sellulósa við klórediksýru við basískar aðstæður og hýdroxýlhópnum er skipt út fyrir karboxýmetýl (-CH2COOH). Skiptingarstig og fjölliðunarstig (DP) CMC hefur áhrif á leysni þess og seigju í vatni. CMC er venjulega til í formi natríumsalts, kallað natríumkarboxýmetýlsellulósa (NaCMC).
2. Eðlis- og efnafræðilegir eiginleikar
Leysni: Metýlsellulósa leysist upp í köldu vatni, en missir leysni og myndar hlaup í heitu vatni. Þessi hitauppstreymi afturkræfur gerir það kleift að nota það sem þykkingar- og hleypiefni í matvælavinnslu. CMC er leysanlegt bæði í köldu og heitu vatni, en seigja lausnarinnar minnkar eftir því sem hitastigið hækkar.
Seigja: Seigja beggja er fyrir áhrifum af útskiptingu og styrk lausnar. Seigja MC eykst fyrst og minnkar síðan eftir því sem hitastigið eykst, en seigja CMC minnkar þegar hitastigið eykst. Þetta gefur þeim eigin kosti í mismunandi iðnaði.
pH-stöðugleiki: CMC helst stöðugt yfir breitt pH-svið, sérstaklega við basískar aðstæður, sem gerir það mjög vinsælt sem stöðugleika- og þykkingarefni í matvælum og lyfjum. MC er tiltölulega stöðugt við hlutlausar og örlítið basískar aðstæður, en brotnar niður í sterkum sýrum eða basum.
3. Umsóknarsvæði
Matvælaiðnaður: Metýlsellulósa er almennt notað í matvælum sem þykkingarefni, ýruefni og sveiflujöfnun. Til dæmis getur það líkt eftir bragði og áferð fitu þegar framleitt er fitusnauð matvæli. Karboxýmetýlsellulósa er mikið notað í drykkjarvörur, bakaðar vörur og mjólkurvörur sem þykkingarefni og sveiflujöfnun til að koma í veg fyrir vatnsskilnað og bæta bragðið.
Lyfjaiðnaður: Metýlsellulósa er notað við framleiðslu lyfjataflna sem bindiefni og sundrunarefni, og einnig sem smur- og verndarefni, svo sem í augndropum í augnlækningum sem staðgengill fyrir tár. CMC er mikið notað í læknisfræði vegna góðs lífsamrýmanleika, svo sem tilbúninga lyfja með viðvarandi losun og lím í augndropum.
Byggingar- og efnaiðnaður: MC er mikið notað í byggingarefni sem þykkingarefni, vatnsheldni og lím fyrir sement og gifs. Það getur bætt byggingarframmistöðu og yfirborðsgæði efna. CMC er oft notað í leðjumeðferð við námuvinnslu á olíusviðum, grugglausn í textílprentun og litun, yfirborðshúð á pappír osfrv.
4. Öryggi og umhverfisvernd
Báðir eru taldir öruggir til notkunar í matvæla- og lyfjaframleiðslu, en uppsprettur þeirra og framleiðsluferli geta haft mismunandi áhrif á umhverfið. Hráefni MC og CMC eru unnin úr náttúrulegum sellulósa og eru lífbrjótanleg, þannig að þau standa sig vel hvað varðar umhverfisvænleika. Hins vegar getur framleiðsluferli þeirra falið í sér kemísk leysiefni og hvarfefni, sem geta haft einhver áhrif á umhverfið.
5. Verð og markaðseftirspurn
Vegna mismunandi framleiðsluferla er framleiðslukostnaður metýlsellulósa venjulega hærri, þannig að markaðsverð þess er einnig hærra en karboxýmetýlsellulósa. CMC hefur almennt meiri eftirspurn á markaði vegna víðtækari notkunar og lægri framleiðslukostnaðar.
Þrátt fyrir að metýlsellulósa og karboxýmetýlsellulósa séu bæði afleiður sellulósa, þá hafa þau verulegan mun á uppbyggingu, eiginleikum, notkun og eftirspurn á markaði. Metýlsellulósa er aðallega notað á sviði matvæla, lyfja og byggingarefna vegna einstaks hitauppstreymis og mikillar seigjustjórnunar. Karboxýmetýl sellulósa hefur verið mikið notaður í matvælum, lyfjum, jarðolíu, textíl og öðrum iðnaði vegna framúrskarandi leysni hans, seigjuaðlögunar og víðtækrar aðlögunarhæfni pH. Val á sellulósaafleiðu fer eftir sérstökum notkunaratburðarás og þörfum.
Birtingartími: 20. ágúst 2024