Metylcelulóza (MC) a karboxymetylcelulóza (CMC) sú dva bežné deriváty celulózy, ktoré sa bežne používajú v potravinách, medicíne, stavebníctve, chemickom priemysle a ďalších oblastiach. Aj keď sú všetky chemicky modifikované z prírodnej celulózy, existujú významné rozdiely v chemickej štruktúre, fyzikálnych a chemických vlastnostiach a aplikáciách.
1. Chemická štruktúra a proces prípravy
Metylcelulóza sa vyrába reagovaním celulózy s metylchloridom (alebo metanolom) za alkalických podmienok. Počas tohto procesu sa časť hydroxylových skupín (-OH) v molekulách celulózy nahradí metoxy skupinami (-och₃) za vzniku metylcelulózy. Stupeň substitúcie (DS, počet substituentov na glukózovú jednotku) metylcelulózy určuje jej fyzikálne a chemické vlastnosti, ako je rozpustnosť a viskozita.
Karboxymetylcelulóza sa vyrába reagovaním celulózy s kyselinou chlóroctovou za alkalických podmienok a hydroxylová skupina je nahradená karboxymetyl (-ch₂coOH). Stupeň substitúcie a stupeň polymerizácie (DP) CMC ovplyvňujú jeho rozpustnosť a viskozitu vo vode. CMC zvyčajne existuje vo forme sodnej soli, ktorá sa nazýva karboxymetylcelulóza sodná (NACMC).
2. Fyzikálne a chemické vlastnosti
Rozpustnosť: metylcelulóza sa rozpúšťa v studenej vode, stráca rozpustnosť a tvorí gél v horúcej vode. Táto tepelná reverzibilita umožňuje jeho použitie ako zahusťovadlo a látka na spracovanie potravín. CMC je rozpustný v studenej aj horúcej vode, ale viskozita jeho roztoku sa so zvyšujúcou teplotou znižuje.
Viskozita: Viskozita oboch je ovplyvnená stupňom substitúcie a koncentrácie roztoku. Viskozita MC sa najprv zvyšuje a potom sa znižuje so zvyšujúcou sa teplotou, zatiaľ čo viskozita CMC klesá so zvyšovaním teploty. To im dáva svoje vlastné výhody v rôznych priemyselných aplikáciách.
Stabilita pH: CMC zostáva stabilná v širokom rozsahu pH, najmä za alkalických podmienok, vďaka čomu je veľmi populárny ako stabilizátor a zahusťovadlo v potravinách a farmaceutikách. MC je za neutrálnych a mierne alkalických podmienok relatívne stabilný, ale bude degradovať v silných kyselinách alebo alkaloch.
3. Oblasti aplikácií
Potravinový priemysel: Metylcelulóza sa bežne používa v potravinách ako zahusťovadlo, emulgátor a stabilizátor. Napríklad pri výrobe potravín s nízkym obsahom tuku môže napodobňovať chuť a textúru tuku. Karboxymetylcelulóza sa široko používa v nápojoch, pečive a mliečnych výrobkoch ako zahusťovadlo a stabilizátor, aby sa zabránilo oddeleniu vody a zlepšili chuť.
Farmaceutický priemysel: Metylcelulóza sa používa pri príprave farmaceutických tabliet ako spojivo a dezintegrácia a tiež ako mazivo a ochranné činidlo, napríklad v oftalmických očiach, ako náhrada sĺz. CMC sa široko používa v medicíne kvôli svojej dobrej biokompatibilite, ako je príprava liekov a lepidiel s trvalým uvoľňovaním a lepidlami v očných kvapkách.
Konštrukčný a chemický priemysel: MC sa široko používa v stavebných materiáloch ako zahusťovadlo, činidlo na udržanie vody a lepidlo pre cement a sadru. Môže zlepšiť výkonnosť konštrukcie a kvalitu povrchu materiálov. CMC sa často používa pri ošetrení bahna pri ťažbe ropného poľa, kalu v textilnom tlači a farbení, povrchových povlakoch papiera atď.
4. Bezpečnosť a ochrana životného prostredia
Obidve sa považujú za bezpečné na použitie v potravinárskych a farmaceutických aplikáciách, ale ich zdroje a výrobné procesy môžu mať rôzne vplyvy na životné prostredie. Suroviny MC a CMC sú odvodené z prírodnej celulózy a sú biologicky odbúrateľné, takže sa darí dobre z hľadiska environmentálnej prívetivosti. Ich výrobný proces však môže zahŕňať chemické rozpúšťadlá a činidlá, ktoré môžu mať určitý vplyv na životné prostredie.
5. Cena a dopyt na trhu
Kvôli rôznym výrobným procesom sú výrobné náklady na metylcelulózu zvyčajne vyššie, takže jej trhová cena je tiež vyššia ako karboxymetylcelulóza. CMC má vo všeobecnosti väčší dopyt po trhu v dôsledku širšieho uplatňovania a nižších výrobných nákladov.
Aj keď metylcelulóza a karboxymetylcelulóza sú derivátmi celulózy, majú významné rozdiely v štruktúre, vlastnostiach, aplikáciách a dopyte po trhu. Metylcelulóza sa používa hlavne v oblastiach potravín, liekov a stavebných materiálov vďaka svojej jedinečnej tepelnej reverzibilite a vysokej kontrole viskozity. Karboxymetylcelulóza sa široko používa v potravinách, medicíne, petrochemických, textilných a iných odvetviach z dôvodu vynikajúcej rozpustnosti, úpravy viskozity a širokej prispôsobivosti pH. Výber derivátu celulózy závisí od konkrétneho scenára aplikácie a potrieb.
Čas príspevku: august-20-2024