Metilceliuliozė (MC) ir karboksimetilceliuliozė (CMC) yra du įprasti celiuliozės dariniai, plačiai naudojami maisto, medicinos, statybos, chemijos pramonėje ir kitose srityse. Nors jie visi yra chemiškai modifikuoti iš natūralios celiuliozės, cheminė struktūra, fizinės ir cheminės savybės ir pritaikymas labai skiriasi.
1. Cheminė struktūra ir paruošimo procesas
Metilceliuliozė gaunama celiuliozei reaguojant su metilo chloridu (arba metanoliu) šarminėmis sąlygomis. Šio proceso metu dalis hidroksilo grupių (-OH) celiuliozės molekulėse pakeičiamos metoksi grupėmis (-OCH₃), kad susidarytų metilceliuliozė. Metilceliuliozės pakeitimo laipsnis (DS, pakaitalų skaičius gliukozės vienete) lemia jos fizines ir chemines savybes, tokias kaip tirpumas ir klampumas.
Karboksimetilceliuliozė gaunama celiuliozei reaguojant su chloracto rūgštimi šarminėmis sąlygomis, o hidroksilo grupė pakeičiama karboksimetilu (-CH2COOH). CMC pakeitimo laipsnis ir polimerizacijos laipsnis (DP) turi įtakos jo tirpumui ir klampumui vandenyje. CMC paprastai egzistuoja natrio druskos, vadinamos natrio karboksimetilceliulioze (NaCMC), pavidalu.
2. Fizinės ir cheminės savybės
Tirpumas: Metilceliuliozė ištirpsta šaltame vandenyje, bet praranda tirpumą ir karštame vandenyje sudaro gelį. Šis terminis grįžtamumas leidžia jį naudoti kaip tirštiklį ir želėją gaminant maistą. CMC tirpsta tiek šaltame, tiek karštame vandenyje, tačiau kylant temperatūrai jo tirpalo klampumas mažėja.
Klampumas: abiejų klampumą veikia pakeitimo laipsnis ir tirpalo koncentracija. MC klampumas pirmiausia didėja, o po to mažėja kylant temperatūrai, o CMC klampumas mažėja kylant temperatūrai. Tai suteikia jiems savų pranašumų įvairiose pramonės srityse.
pH stabilumas: CMC išlieka stabilus plačiame pH diapazone, ypač esant šarminėms sąlygoms, todėl jis labai populiarus kaip maisto ir vaistų stabilizatorius ir tirštiklis. MC yra gana stabilus neutraliomis ir šiek tiek šarminėmis sąlygomis, tačiau suyra stipriose rūgštyse ar šarmuose.
3. Taikymo sritys
Maisto pramonė: metilceliuliozė maisto produktuose dažniausiai naudojama kaip tirštiklis, emulsiklis ir stabilizatorius. Pavyzdžiui, gaminant neriebų maistą, jis gali imituoti riebalų skonį ir tekstūrą. Karboksimetilceliuliozė plačiai naudojama gėrimuose, kepiniuose ir pieno produktuose kaip tirštiklis ir stabilizatorius, neleidžiantis atsiskirti vandeniui ir pagerinti skonį.
Farmacijos pramonė: metilceliuliozė naudojama ruošiant farmacines tabletes kaip rišiklis ir dezintegrantas, taip pat kaip lubrikantas ir apsauginė medžiaga, pavyzdžiui, akių lašuose kaip ašarų pakaitalas. CMC plačiai naudojamas medicinoje dėl savo gero biologinio suderinamumo, pavyzdžiui, ruošiant ilgalaikio atpalaidavimo vaistus ir klijus akių lašuose.
Statybos ir chemijos pramonė: MC plačiai naudojamas statybinėse medžiagose kaip tirštiklis, vandenį sulaikanti medžiaga ir cemento bei gipso klijai. Tai gali pagerinti konstrukcines charakteristikas ir medžiagų paviršiaus kokybę. CMC dažnai naudojamas purvo apdorojimui naftos telkinių kasyboje, srutoms tekstilės spausdinimui ir dažymui, popieriaus paviršiaus padengimui ir kt.
4. Sauga ir aplinkos apsauga
Abu yra laikomi saugiais naudoti maisto ir farmacijos reikmėms, tačiau jų šaltiniai ir gamybos procesai gali turėti skirtingą poveikį aplinkai. MC ir CMC žaliavos yra išgaunamos iš natūralios celiuliozės ir yra biologiškai skaidžios, todėl jos puikiai veikia ekologiškumo požiūriu. Tačiau jų gamybos procese gali būti naudojami cheminiai tirpikliai ir reagentai, kurie gali turėti tam tikrą poveikį aplinkai.
5. Kaina ir rinkos paklausa
Dėl skirtingų gamybos procesų metilceliuliozės gamybos savikaina dažniausiai yra didesnė, todėl jos kaina rinkoje taip pat yra didesnė nei karboksimetilceliuliozės. CMC paprastai turi didesnę rinkos paklausą dėl platesnio taikymo ir mažesnių gamybos sąnaudų.
Nors metilceliuliozė ir karboksimetilceliuliozė yra celiuliozės dariniai, jų struktūra, savybės, pritaikymas ir paklausa rinkoje labai skiriasi. Metilceliuliozė daugiausia naudojama maisto, medicinos ir statybinių medžiagų srityse dėl savo unikalaus terminio grįžtamumo ir aukštos klampos kontrolės. Karboksimetilceliuliozė buvo plačiai naudojama maisto, medicinos, naftos chemijos, tekstilės ir kitose pramonės šakose dėl puikaus tirpumo, klampumo reguliavimo ir didelio pH prisitaikymo. Celiuliozės darinio pasirinkimas priklauso nuo konkretaus panaudojimo scenarijaus ir poreikių.
Paskelbimo laikas: 2024-08-20