कार्बोक्सिमिथाइलसेलुलोज और मिथाइलसेलुलोज के बीच क्या अंतर है?

कार्बोक्सिमिथाइल सेलुलोज (CMC) और मिथाइल सेलुलोज (MC) दो सेलुलोज व्युत्पन्न हैं जिनका व्यापक रूप से कई उद्योगों में उपयोग किया जाता है। हालाँकि वे दोनों प्राकृतिक सेलुलोज से प्राप्त होते हैं, लेकिन विभिन्न रासायनिक संशोधन प्रक्रियाओं के कारण, CMC और MC में रासायनिक संरचना, भौतिक और रासायनिक गुणों और अनुप्रयोग क्षेत्रों में महत्वपूर्ण अंतर होते हैं।

1. स्रोत और बुनियादी अवलोकन
कार्बोक्सिमिथाइलसेलुलोज (CMC) प्राकृतिक सेलुलोज को क्षार उपचार के बाद क्लोरोएसिटिक एसिड के साथ प्रतिक्रिया करके तैयार किया जाता है। यह एक आयनिक जल-घुलनशील सेलुलोज व्युत्पन्न है। CMC आमतौर पर सोडियम नमक के रूप में मौजूद होता है, इसलिए इसे सोडियम कार्बोक्सिमिथाइल सेलुलोज (Na-CMC) भी कहा जाता है। इसकी अच्छी घुलनशीलता और चिपचिपाहट समायोजन समारोह के कारण, CMC का व्यापक रूप से खाद्य, दवा, तेल ड्रिलिंग, कपड़ा और कागज उद्योगों में उपयोग किया जाता है।

मिथाइलसेलुलोज (MC) मिथाइल क्लोराइड (या अन्य मिथाइलेटिंग अभिकर्मकों) के साथ सेलुलोज को मिथाइलेट करके तैयार किया जाता है। यह एक गैर-आयनिक सेलुलोज व्युत्पन्न है। MC में थर्मल जेल गुण होते हैं, गर्म करने पर घोल जम जाता है और ठंडा होने पर घुल जाता है। अपने अद्वितीय गुणों के कारण, MC का व्यापक रूप से निर्माण सामग्री, दवा की तैयारी, कोटिंग्स, खाद्य और अन्य उद्योगों में उपयोग किया जाता है।

2. रासायनिक संरचना
CMC की मूल संरचना सेल्यूलोज के β-1,4-ग्लूकोसिडिक बॉन्ड की ग्लूकोज इकाई पर एक कार्बोक्सिमिथाइल समूह (–CH2COOH) का परिचय है। यह कार्बोक्सिल समूह इसे एनायनिक बनाता है। CMC की आणविक संरचना में बड़ी संख्या में सोडियम कार्बोक्सिलेट समूह होते हैं। ये समूह पानी में आसानी से अलग हो जाते हैं, जिससे CMC अणु नकारात्मक रूप से आवेशित हो जाते हैं, जिससे इसे पानी में अच्छी घुलनशीलता और गाढ़ा करने के गुण मिलते हैं।

MC की आणविक संरचना सेल्यूलोज अणुओं में मेथॉक्सी समूहों (–OCH3) का परिचय है, और ये मेथॉक्सी समूह सेल्यूलोज अणुओं में हाइड्रॉक्सिल समूहों के हिस्से को प्रतिस्थापित करते हैं। MC संरचना में कोई आयनित समूह नहीं हैं, इसलिए यह गैर-आयनिक है, जिसका अर्थ है कि यह घोल में विघटित या आवेशित नहीं होता है। इसके अद्वितीय थर्मल जेल गुण इन मेथॉक्सी समूहों की उपस्थिति के कारण हैं।

3. घुलनशीलता और भौतिक गुण
सीएमसी में पानी में अच्छी घुलनशीलता होती है और यह ठंडे पानी में जल्दी घुलकर पारदर्शी चिपचिपा तरल बना सकता है। चूंकि यह एक आयनिक बहुलक है, इसलिए सीएमसी की घुलनशीलता पानी की आयनिक शक्ति और पीएच मान से प्रभावित होती है। उच्च नमक वाले वातावरण या मजबूत एसिड की स्थिति में, सीएमसी की घुलनशीलता और स्थिरता कम हो जाएगी। इसके अलावा, सीएमसी की चिपचिपाहट अलग-अलग तापमान पर अपेक्षाकृत स्थिर होती है।

पानी में MC की घुलनशीलता तापमान पर निर्भर करती है। इसे ठंडे पानी में घोला जा सकता है लेकिन गर्म करने पर यह जेल बन जाएगा। यह थर्मल जेल गुण MC को खाद्य उद्योग और निर्माण सामग्री में विशेष कार्य करने में सक्षम बनाता है। तापमान बढ़ने पर MC की चिपचिपाहट कम हो जाती है, और इसमें एंजाइमेटिक गिरावट और स्थिरता के लिए अच्छा प्रतिरोध होता है।

4. चिपचिपापन विशेषताएँ
सीएमसी की चिपचिपाहट इसके सबसे महत्वपूर्ण भौतिक गुणों में से एक है। चिपचिपाहट इसके आणविक भार और प्रतिस्थापन की डिग्री से निकटता से संबंधित है। सीएमसी घोल की चिपचिपाहट में अच्छी समायोजन क्षमता होती है, जो आमतौर पर कम सांद्रता (1%-2%) पर उच्च चिपचिपाहट पैदा करती है, इसलिए इसे अक्सर गाढ़ा करने वाले, स्थिर करने वाले और निलंबित करने वाले एजेंट के रूप में उपयोग किया जाता है।

MC की चिपचिपाहट भी इसके आणविक भार और प्रतिस्थापन की डिग्री से संबंधित है। प्रतिस्थापन की विभिन्न डिग्री वाले MC में अलग-अलग चिपचिपाहट विशेषताएँ होती हैं। MC का घोल में गाढ़ापन भी अच्छा होता है, लेकिन जब एक निश्चित तापमान पर गर्म किया जाता है, तो MC घोल जेल बन जाएगा। यह जेलिंग गुण निर्माण उद्योग (जैसे जिप्सम, सीमेंट) और खाद्य प्रसंस्करण (जैसे गाढ़ापन, फिल्म निर्माण, आदि) में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।

5. अनुप्रयोग क्षेत्र
सीएमसी का उपयोग आम तौर पर खाद्य उद्योग में गाढ़ा करने वाले, पायसीकारी, स्टेबलाइजर और सस्पेंडिंग एजेंट के रूप में किया जाता है। उदाहरण के लिए, आइसक्रीम, दही और फलों के पेय में, सीएमसी प्रभावी रूप से घटक पृथक्करण को रोक सकता है और उत्पाद के स्वाद और स्थिरता में सुधार कर सकता है। पेट्रोलियम उद्योग में, ड्रिलिंग तरल पदार्थ की तरलता और द्रव हानि को नियंत्रित करने में मदद करने के लिए सीएमसी का उपयोग मिट्टी उपचार एजेंट के रूप में किया जाता है। इसके अलावा, सीएमसी का उपयोग कागज उद्योग में लुगदी संशोधन और कपड़ा उद्योग में आकार देने वाले एजेंट के रूप में भी किया जाता है।

MC का निर्माण उद्योग में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है, विशेष रूप से सूखे मोर्टार, टाइल चिपकने वाले और पुट्टी पाउडर में। गाढ़ा करने वाले एजेंट और पानी को बनाए रखने वाले एजेंट के रूप में, MC निर्माण प्रदर्शन और बंधन शक्ति में सुधार कर सकता है। दवा उद्योग में, MC का उपयोग टैबलेट बाइंडर, निरंतर-रिलीज़ सामग्री और कैप्सूल दीवार सामग्री के रूप में किया जाता है। इसके थर्मोगेलिंग गुण कुछ योगों में नियंत्रित रिलीज को सक्षम करते हैं। इसके अलावा, MC का उपयोग खाद्य उद्योग में सॉस, फिलिंग, ब्रेड आदि जैसे खाद्य पदार्थों के लिए गाढ़ा करने वाले, स्टेबलाइज़र और पायसीकारक के रूप में भी किया जाता है।

6. सुरक्षा और जैवनिम्नीकरणीयता
सीएमसी को एक सुरक्षित खाद्य योजक माना जाता है। व्यापक विष विज्ञान अध्ययनों से पता चला है कि अनुशंसित खुराक पर सीएमसी मानव शरीर के लिए हानिरहित है। चूंकि सीएमसी प्राकृतिक सेल्यूलोज पर आधारित एक व्युत्पन्न है और इसकी जैव-निम्नीकरणीयता अच्छी है, इसलिए यह पर्यावरण के लिए अपेक्षाकृत अनुकूल है और सूक्ष्मजीवों द्वारा इसका अपघटन किया जा सकता है।

MC को एक सुरक्षित योजक भी माना जाता है और इसका व्यापक रूप से दवाओं, खाद्य पदार्थों और सौंदर्य प्रसाधनों में उपयोग किया जाता है। इसकी गैर-आयनिक प्रकृति इसे विवो और इन विट्रो में अत्यधिक स्थिर बनाती है। हालाँकि MC CMC जितना बायोडिग्रेडेबल नहीं है, लेकिन इसे विशिष्ट परिस्थितियों में सूक्ष्मजीवों द्वारा विघटित किया जा सकता है।

हालाँकि कार्बोक्सिमिथाइल सेलुलोज और मिथाइल सेलुलोज दोनों प्राकृतिक सेलुलोज से प्राप्त होते हैं, लेकिन उनकी अलग-अलग रासायनिक संरचना, भौतिक गुण और अनुप्रयोग क्षेत्रों के कारण व्यावहारिक अनुप्रयोगों में उनकी अलग-अलग विशेषताएँ होती हैं। CMC का उपयोग खाद्य, दवा और औद्योगिक क्षेत्रों में इसकी अच्छी जल घुलनशीलता, गाढ़ापन और निलंबन गुणों के कारण व्यापक रूप से किया जाता है, जबकि MC अपने थर्मल जेल गुणों और स्थिरता के कारण निर्माण, दवा और खाद्य उद्योगों में एक महत्वपूर्ण स्थान रखता है। दोनों के आधुनिक उद्योग में अद्वितीय अनुप्रयोग हैं, और दोनों ही हरित और पर्यावरण के अनुकूल सामग्री हैं।