Metilceluloze (MC) un karboksimetilceluloze (CMC) ir divi izplatīti celulozes atvasinājumi, ko plaši izmanto pārtikā, medicīnā, būvniecībā, ķīmiskajā rūpniecībā un citos laukos. Lai arī tie visi ir ķīmiski modificēti no dabiskās celulozes, ir būtiskas atšķirības ķīmiskajā struktūrā, fizikālajās un ķīmiskajās īpašībās un pielietojumos.
1. Ķīmiskās struktūras un sagatavošanas process
Metilcelulozi ražo, reaģējot celulozi ar metilhlorīdu (vai metanolu) sārmainā stāvoklī. Šī procesa laikā hidroksilgrupu (-OH) daļa celulozes molekulās tiek aizstātas ar metoksi grupām (-och₃), veidojot metilcelulozi. Metilcelulozes aizvietošanas pakāpe (DS, aizvietotāju skaits uz glikozes vienību) nosaka tā fizikālās un ķīmiskās īpašības, piemēram, šķīdību un viskozitāti.
Karboksimetilcelulozi ražo, reaģējot celulozi ar hloretiķskābi sārmainos apstākļos, un hidroksilgrupu aizstāj ar karboksimetil (-ch₂coooh). CMC aizvietošanas pakāpe un polimerizācijas pakāpe (DP) ietekmē tās šķīdību un viskozitāti ūdenī. CMC parasti pastāv nātrija sāls formā, ko sauc par nātrija karboksimetilcelulozi (NACMC).
2. fizikālās un ķīmiskās īpašības
Šķīdība: metilceluloze izšķīst aukstā ūdenī, bet zaudē šķīdību un veido želeju karstā ūdenī. Šī termiskā atgriezeniskums ļauj to izmantot kā biezinātāju un želejas līdzekli pārtikas pārstrādē. CMC šķīst gan aukstā, gan karstā ūdenī, bet, paaugstinoties temperatūrai, tā šķīduma viskozitāte samazinās.
Viskozitāte: abu viskozitāti ietekmē aizvietošanas pakāpe un šķīduma koncentrācija. MC viskozitāte vispirms palielinās un pēc tam samazinās, paaugstinoties temperatūrai, kamēr CMC viskozitāte samazinās, paaugstinoties temperatūrai. Tas viņiem dod savas priekšrocības dažādās rūpniecības lietojumprogrammās.
PH stabilitāte: CMC joprojām ir stabils plašā pH diapazonā, īpaši sārmainos apstākļos, kas padara to ļoti populāru kā stabilizators un biezinātājs pārtikā un farmācijā. MC ir samērā stabils neitrālos un nedaudz sārmainos apstākļos, bet tas noārdīsies stiprās skābēs vai sārmos.
3. Pieteikuma zonas
Pārtikas rūpniecība: metilcelulozi parasti izmanto pārtikā kā biezinātājs, emulgators un stabilizators. Piemēram, tas var atdarināt tauku garšu un faktūru, ražojot pārtikas produktus ar zemu tauku saturu. Karboksimetilcelulozi plaši izmanto dzērienos, ceptos izstrādājumos un piena produktos kā biezinātāju un stabilizatoru, lai novērstu ūdens atdalīšanu un uzlabotu garšu.
Farmaceitiskā rūpniecība: metilceluloze tiek izmantota farmaceitisko tablešu sagatavošanā kā saistviela un sadalīšanās, kā arī kā smērvielas un aizsargājošs līdzeklis, piemēram, oftalmoloģiskos acu pilienos kā asaru aizstājēja. CMC tiek plaši izmantots medicīnā, pateicoties tās labajai bioloģiskai savietojamībai, piemēram, ilgstošas darbības narkotiku un līmju sagatavošana acu pilienos.
Būvniecības un ķīmiskā rūpniecība: MC plaši izmanto būvmateriālos kā biezinātājam, ūdens stiprināšanas līdzeklim un līmi cementam un ģipšam. Tas var uzlabot materiālu būvniecības veiktspēju un virsmas kvalitāti. CMC bieži izmanto dubļu apstrādē eļļas lauka ieguvei, vircu tekstilizstrādājumu drukāšanā un krāsošanā, papīra virsmas pārklājumu utt.
4. Drošība un vides aizsardzība
Abas tiek uzskatītas par drošām lietošanai pārtikā un farmaceitiskos lietojumos, taču to avotiem un ražošanas procesiem var būt atšķirīga ietekme uz vidi. MC un CMC izejvielas ir iegūtas no dabiskās celulozes un ir bioloģiski noārdāmas, tāpēc tās labi darbojas ar vides draudzīgumu. Tomēr to ražošanas process var ietvert ķīmiskos šķīdinātājus un reaģentus, kuriem var būt zināma ietekme uz vidi.
5. Cena un tirgus pieprasījums
Dažādu ražošanas procesu dēļ metilcelulozes ražošanas izmaksas parasti ir augstākas, tāpēc tā tirgus cena ir arī augstāka nekā karboksimetilcelulozes. CMC parasti ir lielāks tirgus pieprasījums, ņemot vērā tā plašāku pielietojumu un zemākas ražošanas izmaksas.
Lai arī metilceluloze un karboksimetilceluloze ir gan celulozes atvasinājumi, tiem ir būtiskas atšķirības struktūrā, īpašībās, lietojumos un tirgus pieprasījumā. Metilcelulozi galvenokārt izmanto pārtikas, zāļu un celtniecības materiālu laukos, ņemot vērā tās unikālo termisko atgriezeniskumu un augsto viskozitātes kontroli. Karboksimetilceluloze ir plaši izmantota pārtikā, medicīnā, naftas ķīmijas, tekstilizstrādājumu un citās nozarēs, jo tai ir lieliska šķīdība, viskozitātes pielāgošana un plaša pH pielāgošanās. Celulozes atvasinājuma izvēle ir atkarīga no īpašā lietojuma scenārija un vajadzībām.
Pasta laiks: 20.-2024. Aug.