Ang Carboxymethyl Cellulose (CMC) at methyl cellulose (MC) ay dalawang cellulose derivative na malawakang ginagamit sa maraming industriya. Bagaman pareho silang nagmula sa natural na selulusa, dahil sa iba't ibang mga proseso ng pagbabago ng kemikal, ang CMC at MC ay may makabuluhang pagkakaiba sa istruktura ng kemikal, pisikal at kemikal na mga katangian, at mga larangan ng aplikasyon.
1. Pinagmulan at pangunahing pangkalahatang-ideya
Ang Carboxymethylcellulose (CMC) ay inihanda sa pamamagitan ng pagtugon sa natural na selulusa sa chloroacetic acid pagkatapos ng paggamot sa alkali. Ito ay isang anionic water-soluble cellulose derivative. Karaniwang umiiral ang CMC sa anyo ng sodium salt, kaya tinatawag din itong Sodium Carboxymethyl Cellulose (Na-CMC). Dahil sa mahusay nitong solubility at viscosity adjustment function, ang CMC ay malawakang ginagamit sa mga industriya ng pagkain, parmasyutiko, pagbabarena ng langis, tela at papel.
Ang methylcellulose (MC) ay inihanda sa pamamagitan ng methylating cellulose na may methyl chloride (o iba pang methylating reagents). Ito ay isang non-ionic cellulose derivative. Ang MC ay may mga katangian ng thermal gel, ang solusyon ay nagpapatigas kapag pinainit at natutunaw kapag pinalamig. Dahil sa mga natatanging katangian nito, ang MC ay malawakang ginagamit sa mga materyales sa gusali, paghahanda sa parmasyutiko, patong, pagkain at iba pang mga industriya.
2. Kemikal na istraktura
Ang pangunahing istraktura ng CMC ay ang pagpapakilala ng isang carboxymethyl group (–CH2COOH) sa glucose unit ng β-1,4-glucosidic bond ng cellulose. Ginagawa nitong anionic ang grupong carboxyl na ito. Ang molekular na istraktura ng CMC ay may malaking bilang ng mga pangkat ng sodium carboxylate. Ang mga grupong ito ay madaling mahihiwalay sa tubig, na ginagawang negatibong sisingilin ang mga molekula ng CMC, kaya nagbibigay ito ng mahusay na pagkatunaw ng tubig at mga katangian ng pampalapot.
Ang molekular na istraktura ng MC ay ang pagpapakilala ng mga pangkat ng methoxy (-OCH3) sa mga molekula ng selulusa, at pinapalitan ng mga pangkat na ito ng methoxy ang bahagi ng mga pangkat ng hydroxyl sa mga molekula ng selulusa. Walang mga ionized na grupo sa istraktura ng MC, kaya hindi ito ionic, ibig sabihin ay hindi ito naghihiwalay o na-charge sa solusyon. Ang mga natatanging katangian ng thermal gel ay sanhi ng pagkakaroon ng mga methoxy group na ito.
3. Solubility at pisikal na katangian
Ang CMC ay may mahusay na solubility sa tubig at maaaring mabilis na matunaw sa malamig na tubig upang bumuo ng isang transparent na malapot na likido. Dahil ito ay isang anionic polymer, ang solubility ng CMC ay apektado ng ionic strength at pH value ng tubig. Sa mga kapaligiran na may mataas na asin o malakas na kondisyon ng acid, bababa ang solubility at katatagan ng CMC. Bilang karagdagan, ang lagkit ng CMC ay medyo matatag sa iba't ibang temperatura.
Ang solubility ng MC sa tubig ay depende sa temperatura. Maaari itong matunaw sa malamig na tubig ngunit bubuo ng gel kapag pinainit. Ang thermal gel property na ito ay nagbibigay-daan sa MC na maglaro ng mga espesyal na function sa industriya ng pagkain at mga materyales sa gusali. Ang lagkit ng MC ay bumababa habang tumataas ang temperatura, at ito ay may mahusay na pagtutol sa enzymatic degradation at katatagan.
4. Mga katangian ng lagkit
Ang lagkit ng CMC ay isa sa pinakamahalagang pisikal na katangian nito. Ang lagkit ay malapit na nauugnay sa molekular na timbang nito at antas ng pagpapalit. Ang lagkit ng solusyon ng CMC ay may mahusay na pagsasaayos, kadalasang gumagawa ng mas mataas na lagkit sa mababang konsentrasyon (1%-2%), kaya madalas itong ginagamit bilang pampalapot, pampatatag at ahente ng pagsususpinde.
Ang lagkit ng MC ay nauugnay din sa molekular na timbang nito at antas ng pagpapalit. Ang MC na may iba't ibang antas ng pagpapalit ay may iba't ibang mga katangian ng lagkit. Ang MC ay mayroon ding magandang pampalapot na epekto sa solusyon, ngunit kapag pinainit sa isang tiyak na temperatura, ang solusyon ng MC ay magiging gel. Ang pag-aari ng gelling na ito ay malawakang ginagamit sa industriya ng konstruksiyon (tulad ng dyipsum, semento) at pagproseso ng pagkain ( Gaya ng pampalapot, pagbuo ng pelikula, atbp.).
5. Mga lugar ng aplikasyon
Ang CMC ay karaniwang ginagamit bilang pampalapot, emulsifier, stabilizer, at suspending agent sa industriya ng pagkain. Halimbawa, sa ice cream, yogurt at mga inuming prutas, mabisang mapipigilan ng CMC ang paghihiwalay ng mga sangkap at mapabuti ang lasa at katatagan ng produkto. Sa industriya ng petrolyo, ginagamit ang CMC bilang ahente sa paggamot ng putik upang makatulong na kontrolin ang pagkalikido at pagkawala ng likido ng mga likido sa pagbabarena. Bilang karagdagan, ginagamit din ang CMC para sa pagbabago ng pulp sa industriya ng papel at bilang sizing agent sa industriya ng tela.
Ang MC ay malawakang ginagamit sa industriya ng konstruksiyon, lalo na sa mga dry mortar, tile adhesives at putty powders. Bilang pampalapot at ahente ng pagpapanatili ng tubig, ang MC ay maaaring mapabuti ang pagganap ng konstruksiyon at lakas ng pagbubuklod. Sa industriya ng pharmaceutical, ginagamit ang MC bilang mga tablet binder, sustained-release na materyales at capsule wall materials. Ang mga katangian ng thermogelling nito ay nagbibigay-daan sa kinokontrol na pagpapalabas sa ilang partikular na formulations. Bilang karagdagan, ang MC ay ginagamit din sa industriya ng pagkain bilang pampalapot, stabilizer at emulsifier para sa pagkain, tulad ng mga sarsa, palaman, tinapay, atbp.
6. Kaligtasan at biodegradability
Ang CMC ay itinuturing na isang ligtas na food additive. Ang malawak na toxicological na pag-aaral ay nagpakita na ang CMC ay hindi nakakapinsala sa katawan ng tao sa inirerekomendang dosis. Dahil ang CMC ay isang derivative batay sa natural na selulusa at may mahusay na biodegradability, ito ay medyo friendly sa kapaligiran at maaaring masira ng mga microorganism.
Itinuturing ding ligtas na additive ang MC at malawakang ginagamit sa mga gamot, pagkain at kosmetiko. Ang non-ionic na kalikasan nito ay ginagawa itong lubos na matatag sa vivo at in vitro. Bagama't ang MC ay hindi biodegradable gaya ng CMC, nagagawa rin itong masira ng mga microorganism sa ilalim ng mga partikular na kondisyon.
Kahit na ang carboxymethyl cellulose at methyl cellulose ay parehong nagmula sa natural na selulusa, mayroon silang iba't ibang mga katangian sa mga praktikal na aplikasyon dahil sa kanilang magkakaibang mga istrukturang kemikal, pisikal na katangian at mga larangan ng aplikasyon. Ang CMC ay malawakang ginagamit sa mga larangan ng pagkain, parmasyutiko at pang-industriya dahil sa mahusay nitong pagkatunaw ng tubig, pampalapot at mga katangian ng suspensyon, habang ang MC ay sumasakop sa isang mahalagang posisyon sa industriya ng konstruksiyon, parmasyutiko at pagkain dahil sa mga katangian ng thermal gel at katatagan nito. Parehong may natatanging mga aplikasyon sa modernong industriya, at pareho ay berde at environment friendly na mga materyales.
Oras ng post: Okt-18-2024