Метилцеллюлоза (MC) және карбоксиметилцеллюлоза (CMC) - тамақ, медицина, құрылыс, химия өнеркәсібі және басқа салаларда кеңінен қолданылатын екі жалпы целлюлоза туындылары. Олардың барлығы табиғи целлюлозадан химиялық модификацияланғанымен, химиялық құрылымында, физикалық және химиялық қасиеттерінде және қолданылуында айтарлықтай айырмашылықтар бар.
1. Химиялық құрылымы және дайындау процесі
Метилцеллюлоза сілтілі жағдайларда целлюлозаны метилхлоридпен (немесе метанолмен) әрекеттестіру арқылы түзіледі. Бұл процесс кезінде целлюлоза молекулаларындағы гидроксил топтарының (-OH) бір бөлігі метилцеллюлозаны түзу үшін метокситоптармен (-OCH₃) ауыстырылады. Метилцеллюлозаның алмастыру дәрежесі (ДС, глюкоза бірлігіндегі орынбасарлар саны) оның ерігіштігі мен тұтқырлығы сияқты физикалық және химиялық қасиеттерін анықтайды.
Карбоксиметилцеллюлоза целлюлозаны сілтілі жағдайда хлорсірке қышқылымен әрекеттесу арқылы түзіледі, ал гидроксил тобы карбоксиметилмен (-CH₂COOH) ауыстырылады. ЦМС алмастыру дәрежесі және полимерлену дәрежесі (ПП) оның судағы ерігіштігі мен тұтқырлығына әсер етеді. CMC әдетте натрий карбоксиметилцеллюлозасы (NaCMC) деп аталатын натрий тұзы түрінде болады.
2. Физикалық және химиялық қасиеттері
Ерігіштігі: Метилцеллюлоза суық суда ериді, бірақ ерігіштігін жоғалтып, ыстық суда гель түзеді. Бұл термиялық қайтымдылық оны тамақ өңдеуде қоюлатқыш және гель түзуші ретінде пайдалануға мүмкіндік береді. CMC суық және ыстық суда да ериді, бірақ оның ерітіндісінің тұтқырлығы температура жоғарылаған сайын төмендейді.
Тұтқырлық: екеуінің де тұтқырлығына алмастыру дәрежесі және ерітінді концентрациясы әсер етеді. МК тұтқырлығы алдымен жоғарылайды, содан кейін температура жоғарылаған сайын төмендейді, ал ЦМС тұтқырлығы температура жоғарылаған сайын төмендейді. Бұл оларға әртүрлі өнеркәсіптік қолданбаларда өздерінің артықшылықтарын береді.
рН тұрақтылығы: CMC кең рН диапазонында, әсіресе сілтілі жағдайларда тұрақты болып қалады, бұл оны тамақ пен фармацевтикада тұрақтандырғыш және қоюландырғыш ретінде өте танымал етеді. MC бейтарап және сәл сілтілі жағдайларда салыстырмалы түрде тұрақты, бірақ күшті қышқылдарда немесе сілтілерде ыдырайтын болады.
3. Қолдану аймақтары
Тамақ өнеркәсібі: Метилцеллюлоза әдетте тамақ өнімдерінде қоюлатқыш, эмульгатор және тұрақтандырғыш ретінде қолданылады. Мысалы, ол майы аз тағамдарды шығарған кезде майдың дәмі мен құрылымына еліктейді. Карбоксиметилцеллюлоза сусындарда, нан өнімдерінде және сүт өнімдерінде судың бөлінуін болдырмау және дәмді жақсарту үшін қоюлатқыш және тұрақтандырғыш ретінде кеңінен қолданылады.
Фармацевтика өнеркәсібі: Метилцеллюлоза фармацевтикалық таблеткаларды дайындауда байланыстырушы және ыдыратушы ретінде, сондай-ақ майлаушы және қорғаныс агенті ретінде қолданылады, мысалы, көз жасын алмастырғыш ретінде офтальмологиялық көз тамшылары. CMC медицинада жақсы биоүйлесімділігіне байланысты кеңінен қолданылады, мысалы, тұрақты босап шығатын дәрілер мен көз тамшыларындағы желімдерді дайындау.
Құрылыс және химия өнеркәсібі: МК құрылыс материалдарында қоюландырғыш, су ұстағыш және цемент пен гипс үшін желім ретінде кеңінен қолданылады. Ол құрылыс өнімділігін және материалдардың бетінің сапасын жақсарта алады. ЦМС көбінесе мұнай кен орындарын өндіруде балшықты өңдеуде, тоқыма басу мен бояуда суспензияда, қағаздың бетін жабуда және т.б.
4. Қауіпсіздік және қоршаған ортаны қорғау
Екеуі де азық-түлік және фармацевтикалық қолданбаларда пайдалану үшін қауіпсіз болып саналады, бірақ олардың көздері мен өндіріс процестері қоршаған ортаға әртүрлі әсер етуі мүмкін. MC және CMC шикізаты табиғи целлюлозадан алынған және биологиялық ыдырайтын, сондықтан олар экологиялық тазалық тұрғысынан жақсы жұмыс істейді. Дегенмен, оларды өндіру процесі қоршаған ортаға белгілі бір әсер етуі мүмкін химиялық еріткіштер мен реагенттерді қамтуы мүмкін.
5. Баға және нарықтық сұраныс
Әртүрлі өндірістік процестерге байланысты метилцеллюлозаның өзіндік құны әдетте жоғары болады, сондықтан оның нарықтағы бағасы да карбоксиметилцеллюлозадан жоғары. CMC әдетте кеңірек қолданылуына және өндіріс шығындарының төмендеуіне байланысты нарықтағы сұранысқа ие.
Метилцеллюлоза мен карбоксиметилцеллюлозаның екеуі де целлюлозаның туындылары болғанымен, олардың құрылымында, қасиеттерінде, қолдануларында және нарық сұранысында айтарлықтай айырмашылықтары бар. Метилцеллюлоза ерекше термиялық қайтымдылығы мен жоғары тұтқырлықты бақылауына байланысты негізінен тамақ, медицина және құрылыс материалдары салаларында қолданылады. Карбоксиметил целлюлоза тамақ, медицина, мұнай-химия, тоқыма өнеркәсібі және басқа салаларда кеңінен қолданылады, себебі оның тамаша ерігіштігі, тұтқырлығын реттеу және рН кең бейімділігі. Целлюлоза туындысын таңдау нақты қолдану сценарийі мен қажеттіліктерге байланысты.
Жіберу уақыты: 20 тамыз-2024 ж