Metilceluloza (MC) și carboximetilceluloza (CMC) sunt doi derivați obișnuiți de celuloză, utilizați pe scară largă în alimentație, medicină, construcții, industria chimică și în alte domenii. Deși toate sunt modificate chimic din celuloză naturală, există diferențe semnificative în structura chimică, proprietăți fizice și chimice și aplicații.
1. Structura chimică și procesul de preparare
Metilceluloza este produsă prin reacția celulozei cu clorură de metil (sau metanol) în condiții alcaline. În timpul acestui proces, o parte din grupările hidroxil (-OH) din moleculele de celuloză sunt înlocuite cu grupări metoxi (-OCH₃) pentru a forma metilceluloză. Gradul de substituție (DS, numărul de substituenți per unitate de glucoză) metilcelulozei determină proprietățile sale fizice și chimice, cum ar fi solubilitatea și vâscozitatea.
Carboximetilceluloza este produsă prin reacția celulozei cu acidul cloracetic în condiții alcaline, iar gruparea hidroxil este înlocuită cu carboximetil (-CH₂COOH). Gradul de substituție și gradul de polimerizare (DP) al CMC afectează solubilitatea și vâscozitatea acestuia în apă. CMC există de obicei sub formă de sare de sodiu, numită carboximetilceluloză de sodiu (NaCMC).
2. Proprietăți fizice și chimice
Solubilitate: Metilceluloza se dizolvă în apă rece, dar își pierde solubilitatea și formează un gel în apă fierbinte. Această reversibilitate termică permite utilizarea sa ca agent de îngroșare și gelifiere în procesarea alimentelor. CMC este solubil atât în apă rece, cât și în apă caldă, dar vâscozitatea soluției sale scade pe măsură ce temperatura crește.
Vâscozitate: Vâscozitatea ambelor este afectată de gradul de substituție și concentrația soluției. Vâscozitatea MC crește mai întâi și apoi scade pe măsură ce temperatura crește, în timp ce vâscozitatea CMC scade odată cu creșterea temperaturii. Acest lucru le oferă propriile lor avantaje în diferite aplicații industriale.
Stabilitatea pH-ului: CMC rămâne stabil pe o gamă largă de pH, în special în condiții alcaline, ceea ce îl face foarte popular ca stabilizator și îngroșător în alimente și produse farmaceutice. MC este relativ stabil în condiții neutre și ușor alcaline, dar se va degrada în acizi sau baze puternice.
3. Domenii de aplicare
Industria alimentară: metilceluloza este utilizată în mod obișnuit în alimente ca agent de îngroșare, emulgator și stabilizator. De exemplu, poate imita gustul și textura grăsimilor atunci când se produc alimente cu conținut scăzut de grăsimi. Carboximetilceluloza este utilizată pe scară largă în băuturi, produse de patiserie și produse lactate ca agent de îngroșare și stabilizator pentru a preveni separarea apei și pentru a îmbunătăți gustul.
Industria farmaceutică: metilceluloza este utilizată la prepararea tabletelor farmaceutice ca liant și dezintegrant, precum și ca lubrifiant și agent de protecție, cum ar fi în picăturile oftalmice pentru ochi ca înlocuitor al lacrimilor. CMC este utilizat pe scară largă în medicină datorită biocompatibilității sale bune, cum ar fi prepararea de medicamente cu eliberare susținută și adezivi în picături pentru ochi.
Construcții și industria chimică: MC este utilizat pe scară largă în materialele de construcție ca agent de îngroșare, agent de reținere a apei și adeziv pentru ciment și gips. Poate îmbunătăți performanța construcției și calitatea suprafeței materialelor. CMC este adesea folosit în tratarea nămolului în minerit în câmpuri petroliere, șlam în imprimarea și vopsirea textilelor, acoperirea suprafeței hârtiei etc.
4. Siguranța și protecția mediului
Ambele sunt considerate sigure pentru utilizare în aplicații alimentare și farmaceutice, dar sursele și procesele de producție ale acestora pot avea impacturi diferite asupra mediului. Materiile prime ale MC și CMC sunt derivate din celuloză naturală și sunt biodegradabile, astfel încât au rezultate bune din punct de vedere ecologic. Cu toate acestea, procesul lor de producție poate implica solvenți și reactivi chimici, care pot avea un anumit impact asupra mediului.
5. Prețul și cererea pieței
Datorită diferitelor procese de producție, costul de producție al metilcelulozei este de obicei mai mare, astfel încât prețul său de piață este, de asemenea, mai mare decât carboximetilceluloza. În general, CMC are o cerere mai mare pe piață datorită aplicării sale mai largi și a costurilor de producție mai mici.
Deși metilceluloza și carboximetilceluloza sunt ambele derivați ai celulozei, ele au diferențe semnificative în structură, proprietăți, aplicații și cererea pieței. Metilceluloza este utilizată în principal în domeniul alimentar, al medicamentelor și al materialelor de construcție datorită reversibilității sale termice unice și controlului ridicat al vâscozității. Carboximetil celuloza a fost utilizată pe scară largă în industria alimentară, medicină, petrochimică, textilă și în alte industrii datorită solubilității sale excelente, ajustării vâscozității și adaptabilității mari a pH-ului. Alegerea derivatului de celuloză depinde de scenariul specific de aplicare și de nevoi.
Ora postării: 20-aug-2024