מה ההבדל בין מתיל -סלולוזה לקרבוקסימתיל -סלולוזה?

Methylcellulose (MC) ו- Carboxymethylcellulose (CMC) הם שתי נגזרות תאית נפוצות, הנמצאות בשימוש נרחב במזון, רפואה, בנייה, תעשייה כימית ושדות אחרים. למרות שכולם משתנים כימית מתאי טבעי, ישנם הבדלים משמעותיים במבנה הכימי, התכונות הפיזיקליות והכימיות והיישומים.

1. מבנה כימי ותהליך ההכנה
מתיל -סלולוזה מיוצר על ידי תגובה תאית עם מתיל כלוריד (או מתנול) בתנאים אלקליין. במהלך תהליך זה, חלק מקבוצות ההידרוקסיל (-OH) במולקולות התאית מוחלפות על ידי קבוצות מטוקסי (-och₃) ליצירת מתיל-קלולוזה. מידת ההחלפה (DS, מספר החלפים ליחידת הגלוקוז) של מתיל -סלולוזה קובע את תכונותיו הפיזיקליות והכימיות, כמו מסיסות וצמיגות.

Carboxymethylcellulose מיוצר על ידי תגובה תאית עם חומצה כלורואוצטית בתנאים אלקליין, וקבוצת ההידרוקסיל מוחלפת על ידי קרבוקסימתיל (-Ch₂cooh). מידת ההחלפה ומידת הפילמור (DP) של CMC משפיעים על המסיסות והצמיגות שלה במים. CMC קיים בדרך כלל בצורה של מלח נתרן, הנקרא נתרן קרבוקסימתיל -סלולוזה (NACMC).

2. תכונות פיזיקליות וכימיות
מסיסות: מתיל -סלולוזה מתמוסס במים קרים, אך מאבד מסיסות ויוצר ג'ל במים חמים. הפיכות תרמית זו מאפשרת את השימוש בו כעובד וסוכן ג'לינג בעיבוד מזון. CMC מסיס הן במים קרים והן במים חמים, אך צמיגות התמיסה שלה פוחתת ככל שהטמפרטורה עולה.

צמיגות: הצמיגות של שניהם מושפעת ממידת ההחלפה וריכוז הפתרונות. הצמיגות של MC עולה תחילה ואז יורדת ככל שהטמפרטורה עולה, ואילו הצמיגות של CMC פוחתת ככל שהטמפרטורה עולה. זה נותן להם יתרונות משלהם ביישומים תעשייתיים שונים.

יציבות pH: CMC נשאר יציב על טווח pH רחב, במיוחד בתנאים אלקליין, מה שהופך אותו לפופולרי מאוד כמייצב ומעבה במזון ותרופות. MC יציב יחסית בתנאים ניטרליים ומעט אלקליין, אך ישפיל בחומצות חזקות או באלקליס.

3. אזורי יישום
תעשיית המזון: מתילסלולוזה משמשת בדרך כלל במזון כעבה, תחליב ומייצב. לדוגמה, זה יכול לחקות את הטעם והמרקם של השומן בעת ​​ייצור מזון דל שומן. Carboxymethylcellulose נמצא בשימוש נרחב במשקאות, מוצרי אפיה ומוצרי חלב כעבה ומייצב כדי למנוע הפרדת מים ולשיפור הטעם.

תעשיית התרופות: מתילסולולוזה משמשת להכנת טבליות תרופות כקלסר ומתפרק, וגם כחומר סיכה וחומר מגן, כמו למשל בירידות עיניים כמחליף דמעה. CMC נמצא בשימוש נרחב ברפואה בשל תאימות הביולוגית הטובה שלה, כמו הכנת תרופות ושחרור מתמשכות ודבקים בטיפות עיניים.

תעשיית בנייה וכימיקלים: MC נמצא בשימוש נרחב בחומרי בניין כעבה, חומר תומך במים ודבק למלט וגבס. זה יכול לשפר את ביצועי הבנייה ואת איכות השטח של החומרים. CMC משמש לעתים קרובות לטיפול בוץ בכריית שדות שמן, slurry בהדפסת טקסטיל וצביעה, ציפוי פני השטח של נייר וכו '.

4. הגנה על בטיחות והגנה על הסביבה
שניהם נחשבים לבטוחים לשימוש ביישומי מזון ותרופות, אך למקורותיהם ותהליכי הייצור שלהם עשויים להיות השפעות שונות על הסביבה. חומרי הגלם של MC ו- CMC נגזרים מתאי טבעי והם מתכלים, ולכן הם מתפקדים היטב מבחינת הידידות הסביבתית. עם זאת, תהליך הייצור שלהם עשוי להיות כרוך בממסים וריגנטים כימיים, אשר עשויים להשפיע מעט על הסביבה.

5. דרישת מחיר ושוק
בשל תהליכי ייצור שונים, עלות הייצור של מתיל -סלולוזה היא בדרך כלל גבוהה יותר, ולכן מחיר השוק שלו גבוה גם הוא קרבוקסימתיל -סלולוזה. ל- CMC בדרך כלל יש ביקוש גדול יותר בשוק בגלל היישום הרחב שלה ועלויות הייצור הנמוכות.

למרות שמתיל -סלולוזה ו carboxymethylcellulose הם שניהם נגזרות של תאית, יש להם הבדלים משמעותיים במבנה, בתכונות, ביישומים וביקוש בשוק. מתיל -קלולוזה משמשת בעיקר בתחומי המזון, הרפואה וחומרי הבניין בשל ההיפוך התרמי הייחודי שלה ובקרת הצמיגות הגבוהה שלו. Carboxymethyl Cellulose נמצא בשימוש נרחב במזון, רפואה, פטרוכימיה, טקסטיל ותעשיות אחרות בגלל המסיסות המצוינת שלו, התאמת הצמיגות ויכולת ההסתגלות הרחבה של pH. הבחירה בנגזרת התאית תלויה בתרחיש ובצרכים הספציפיים של היישום.