Метилцеллюлоз (МК) ба карбоксиметилцеллюлоз (CMC) нь хүнс, анагаах ухаан, барилга, химийн үйлдвэр болон бусад салбарт өргөн хэрэглэгддэг целлюлозын хоёр дериватив юм. Хэдийгээр тэдгээр нь бүгд байгалийн целлюлозоос химийн хувьд өөрчлөгдсөн боловч химийн бүтэц, физик, химийн шинж чанар, хэрэглээний хувьд ихээхэн ялгаатай байдаг.
1. Химийн бүтэц, бэлтгэх үйл явц
Метилцеллюлоз нь шүлтлэг нөхцөлд целлюлозыг метил хлорид (эсвэл метанол) -тай урвалд оруулснаар үүсдэг. Энэ процессын явцад целлюлозын молекул дахь гидроксил бүлгүүдийн (-OH) хэсэг нь метокси бүлгээр (-OCH₃) солигдож метилцеллюлоз үүсгэдэг. Метилцеллюлозыг орлуулах зэрэг (DS, глюкозын нэгж дэх орлуулагчдын тоо) нь түүний уусах чадвар, зуурамтгай чанар зэрэг физик, химийн шинж чанарыг тодорхойлдог.
Шүлтлэг нөхцөлд целлюлозыг хлор цууны хүчилтэй урвалд оруулснаар карбоксиметилцеллюлоз үүсдэг ба гидроксил бүлэг нь карбоксиметил (-CH₂COOH)-ээр солигдоно. CMC-ийн орлуулах зэрэг ба полимержих зэрэг (DP) нь усанд уусах чанар, зуурамтгай чанарт нөлөөлдөг. CMC нь ихэвчлэн натрийн карбоксиметилцеллюлоз (NaCMC) гэж нэрлэгддэг натрийн давс хэлбэрээр байдаг.
2. Физик ба химийн шинж чанар
Уусах чадвар: Метилцеллюлоз нь хүйтэн усанд уусдаг боловч халуун усанд уусах чадвараа алдаж, гель үүсгэдэг. Энэхүү дулааны урвуу чанар нь түүнийг хүнсний үйлдвэрлэлд өтгөрүүлэгч, гель үүсгэгч болгон ашиглах боломжийг олгодог. CMC нь хүйтэн, халуун усанд уусдаг боловч температур нэмэгдэх тусам түүний уусмалын зуурамтгай чанар буурдаг.
Зуурамтгай чанар: Аль алиных нь зуурамтгай чанар нь орлуулах зэрэг болон уусмалын концентрацаас хамаарна. МК-ийн зуурамтгай чанар эхлээд нэмэгдэж, дараа нь температур нэмэгдэх тусам буурдаг бол CMC-ийн зуурамтгай чанар нь температур нэмэгдэх тусам буурдаг. Энэ нь үйлдвэрлэлийн янз бүрийн хэрэглээнд өөрсдийн давуу талыг өгдөг.
рН-ийн тогтвортой байдал: CMC нь рН-ийн өргөн хүрээнд, ялангуяа шүлтлэг нөхцөлд тогтвортой хэвээр байгаа нь түүнийг хүнс, эмийн бүтээгдэхүүнд тогтворжуулагч, өтгөрүүлэгчийн хувьд маш их алдартай болгодог. МК нь төвийг сахисан, бага зэрэг шүлтлэг нөхцөлд харьцангуй тогтвортой боловч хүчтэй хүчил эсвэл шүлтлэгт задрах болно.
3. Хэрэглэх талбар
Хүнсний үйлдвэр: Метилцеллюлозыг хүнсний бүтээгдэхүүнд өтгөрүүлэгч, эмульгатор, тогтворжуулагч болгон өргөн хэрэглэдэг. Жишээлбэл, өөх тос багатай хоол хүнс үйлдвэрлэхэд өөхний амт, бүтцийг дуурайж чаддаг. Карбоксиметилцеллюлозыг ундаа, гурилан бүтээгдэхүүн, сүүн бүтээгдэхүүнд ус ялгаруулахаас сэргийлж, амтыг сайжруулах өтгөрүүлэгч, тогтворжуулагч болгон өргөн хэрэглэдэг.
Эмийн үйлдвэр: Метилцеллюлозыг эмийн шахмал бэлтгэхэд холбогч, задлагч, тосолгооны болон хамгаалалтын бодис болгон, жишээлбэл, нүдний дусаалгад нулимс орлуулагч болгон ашигладаг. ЦМС нь удаан хугацаанд ялгардаг эм, нүдний дусаалгад наалдамхай бодис бэлтгэх зэрэг био нийцтэй чанар сайтай тул анагаах ухаанд өргөн хэрэглэгддэг.
Барилга, химийн үйлдвэр: МК нь барилгын материалд өтгөрүүлэгч, ус тогтоогч, цемент, гөлтгөнө наалдамхай бодис болгон өргөн хэрэглэгддэг. Энэ нь барилгын гүйцэтгэл, материалын гадаргуугийн чанарыг сайжруулж чадна. CMC нь ихэвчлэн газрын тосны олборлолтод шавар боловсруулах, нэхмэлийн хэвлэх, будах ажилд зутан, цаасны гадаргууг бүрэх гэх мэт ажилд ашиглагддаг.
4. Аюулгүй байдал, байгаль орчныг хамгаалах
Хоёуланг нь хүнс, эмийн үйлдвэрлэлд хэрэглэхэд аюулгүй гэж үздэг ч тэдгээрийн эх үүсвэр, үйлдвэрлэлийн процесс нь байгаль орчинд өөр өөр нөлөө үзүүлдэг. MC болон CMC-ийн түүхий эд нь байгалийн целлюлозоос гаралтай бөгөөд био задралд ордог тул байгаль орчинд ээлтэй байдлаараа сайн ажилладаг. Гэсэн хэдий ч тэдгээрийн үйлдвэрлэлийн процесс нь байгаль орчинд тодорхой хэмжээгээр нөлөөлж болзошгүй химийн уусгагч болон урвалжуудыг агуулж болно.
5. Үнэ ба зах зээлийн эрэлт
Үйлдвэрлэлийн янз бүрийн процессын улмаас метилцеллюлозын үйлдвэрлэлийн өртөг ихэвчлэн өндөр байдаг тул зах зээлийн үнэ нь карбоксиметилцеллюлозоос өндөр байдаг. CMC нь өргөн хэрэглээ, үйлдвэрлэлийн өртөг багатай тул зах зээлийн эрэлт хэрэгцээ их байдаг.
Хэдийгээр метилцеллюлоз ба карбоксиметилцеллюлоз нь целлюлозын дериватив боловч бүтэц, шинж чанар, хэрэглээ, зах зээлийн эрэлт хэрэгцээнд ихээхэн ялгаатай байдаг. Метилцеллюлоз нь өвөрмөц дулааны урвуу чанар, өндөр зуурамтгай чанарыг хянадаг тул хоол хүнс, анагаах ухаан, барилгын материалын салбарт ихэвчлэн ашиглагддаг. Карбоксиметил целлюлоз нь маш сайн уусах чадвартай, зуурамтгай чанарыг тохируулдаг, рН-д дасан зохицох чадвартай тул хүнс, анагаах ухаан, нефть химийн, нэхмэл болон бусад үйлдвэрүүдэд өргөн хэрэглэгддэг. Целлюлозын деривативын сонголт нь хэрэглээний тодорхой хувилбар, хэрэгцээ шаардлагаас хамаарна.
Шуудангийн цаг: 2024 оны 8-р сарын 20-ны хооронд