Metylcellulose (MC) og karboksymetylcellulose (CMC) er to vanlige cellulosederivater, mye brukt i mat, medisin, bygg, kjemisk industri og andre felt. Selv om de alle er kjemisk modifisert fra naturlig cellulose, er det betydelige forskjeller i kjemisk struktur, fysiske og kjemiske egenskaper og bruksområder.
1. Kjemisk struktur og tilberedningsprosess
Metylcellulose produseres ved å reagere cellulose med metylklorid (eller metanol) under alkaliske forhold. Under denne prosessen erstattes deler av hydroksylgruppene (-OH) i cellulosemolekylene med metoksygrupper (-OCH3) for å danne metylcellulose. Substitusjonsgraden (DS, antall substituenter per glukoseenhet) av metylcellulose bestemmer dens fysiske og kjemiske egenskaper, som løselighet og viskositet.
Karboksymetylcellulose produseres ved å reagere cellulose med kloreddiksyre under alkaliske forhold, og hydroksylgruppen erstattes med karboksymetyl (-CH2COOH). Substitusjonsgraden og polymerisasjonsgraden (DP) av CMC påvirker dens løselighet og viskositet i vann. CMC eksisterer vanligvis i form av natriumsalt, kalt natriumkarboksymetylcellulose (NaCMC).
2. Fysiske og kjemiske egenskaper
Løselighet: Metylcellulose løses opp i kaldt vann, men mister løselighet og danner en gel i varmt vann. Denne termiske reversibiliteten gjør det mulig å bruke den som et fortyknings- og geleringsmiddel i matforedling. CMC er løselig i både kaldt og varmt vann, men viskositeten til løsningen avtar når temperaturen øker.
Viskositet: Viskositeten til begge påvirkes av substitusjonsgraden og løsningskonsentrasjonen. Viskositeten til MC øker først og avtar deretter når temperaturen øker, mens viskositeten til CMC avtar når temperaturen øker. Dette gir dem sine egne fordeler i ulike industrielle applikasjoner.
pH-stabilitet: CMC forblir stabil over et bredt pH-område, spesielt under alkaliske forhold, noe som gjør det veldig populært som stabilisator og fortykningsmiddel i mat og farmasøytiske produkter. MC er relativt stabilt under nøytrale og svakt alkaliske forhold, men vil brytes ned i sterke syrer eller alkalier.
3. Bruksområder
Næringsmiddelindustri: Metylcellulose brukes ofte i mat som fortykningsmiddel, emulgator og stabilisator. For eksempel kan det etterligne smaken og teksturen til fett når du produserer mat med lite fett. Karboksymetylcellulose er mye brukt i drikkevarer, bakevarer og meieriprodukter som et fortykningsmiddel og stabilisator for å forhindre vannseparasjon og forbedre smaken.
Farmasøytisk industri: Metylcellulose brukes til fremstilling av farmasøytiske tabletter som et bindemiddel og desintegreringsmiddel, og også som et smøremiddel og beskyttende middel, for eksempel i oftalmiske øyedråper som tårerstatning. CMC er mye brukt i medisin på grunn av dens gode biokompatibilitet, slik som fremstilling av medisiner med forsinket frigivelse og lim i øyedråper.
Bygg og kjemisk industri: MC er mye brukt i byggematerialer som fortykningsmiddel, vannholdende middel og lim for sement og gips. Det kan forbedre konstruksjonsytelsen og overflatekvaliteten til materialer. CMC brukes ofte i slambehandling i oljefeltgruvedrift, slurry i tekstiltrykk og farging, overflatebelegg av papir, etc.
4. Sikkerhet og miljøvern
Begge anses som trygge for bruk i mat- og farmasøytiske applikasjoner, men deres kilder og produksjonsprosesser kan ha ulik innvirkning på miljøet. Råvarene til MC og CMC er avledet fra naturlig cellulose og er biologisk nedbrytbare, så de yter godt når det gjelder miljøvennlighet. Imidlertid kan produksjonsprosessen involvere kjemiske løsningsmidler og reagenser, som kan ha en viss innvirkning på miljøet.
5. Pris og markedsetterspørsel
På grunn av forskjellige produksjonsprosesser er produksjonskostnadene for metylcellulose vanligvis høyere, så markedsprisen er også høyere enn karboksymetylcellulose. CMC har generelt større markedsetterspørsel på grunn av sin bredere anvendelse og lavere produksjonskostnader.
Selv om metylcellulose og karboksymetylcellulose begge er derivater av cellulose, har de betydelige forskjeller i struktur, egenskaper, bruksområder og markedsetterspørsel. Metylcellulose brukes hovedsakelig innen mat, medisin og byggematerialer på grunn av sin unike termiske reversibilitet og høye viskositetskontroll. Karboksymetylcellulose har blitt mye brukt i mat, medisin, petrokjemisk industri, tekstil og andre industrier på grunn av sin utmerkede løselighet, viskositetsjustering og brede pH-tilpasningsevne. Valget av cellulosederivat avhenger av det spesifikke bruksscenarioet og behovene.
Innleggstid: 20. august 2024