الفرق بين السليلوز HPMC و MC و HEC و CMC

يُعدّ إيثر السليلوز فئةً مهمةً من مركبات البوليمر، ويُستخدم على نطاق واسع في مجالات البناء والطب والغذاء وغيرها. ومن بينها، تُعتبر HPMC (هيدروكسي بروبيل ميثيل سلولوز)، وMC (ميثيل سلولوز)، وHEC (هيدروكسي إيثيل سلولوز)، وCMC (كربوكسي ميثيل سلولوز) أربعة أنواع شائعة من إيثر السليلوز.

ميثيل السليلوز (MC):
مادة MC قابلة للذوبان في الماء البارد، ويصعب إذابتها في الماء الساخن. يتميز المحلول المائي بثباته العالي ضمن نطاق الأس الهيدروجيني من 3 إلى 12، كما يتمتع بتوافق جيد، ويمكن مزجه مع مجموعة متنوعة من المواد الفعالة سطحياً مثل النشا وصمغ الغوار. وعندما تصل درجة الحرارة إلى درجة حرارة التجلط، يحدث التجلط.
تعتمد قدرة السليلوز على الاحتفاظ بالماء على كميته المضافة، ولزوجته، ونعومة جزيئاته، ومعدل ذوبانه. عمومًا، يكون معدل الاحتفاظ بالماء مرتفعًا عند زيادة الكمية المضافة، ونعومة الجزيئات، وارتفاع اللزوجة. ومن بين هذه العوامل، تُعدّ الكمية المضافة العامل الأكثر تأثيرًا على معدل الاحتفاظ بالماء، بينما لا تتناسب اللزوجة طرديًا مع معدل الاحتفاظ بالماء. أما معدل الذوبان، فيعتمد بشكل أساسي على درجة تعديل سطح جزيئات السليلوز ونعومتها.
تؤثر تغيرات درجة الحرارة بشكل كبير على قدرة الملاط على الاحتفاظ بالماء. عموماً، كلما ارتفعت درجة الحرارة، انخفضت قدرة الملاط على الاحتفاظ بالماء. إذا تجاوزت درجة حرارة الملاط 40 درجة مئوية، ستنخفض قدرة الملاط على الاحتفاظ بالماء بشكل ملحوظ، مما يؤثر سلباً على أداء الملاط في أعمال البناء.
يؤثر MC بشكل كبير على أداء البناء والتصاق الملاط. ويُقصد بـ"التصاق" هنا قوة التصاق أدوات البناء بالجدار، أي مقاومة الملاط للقص. فكلما زاد التصاق الملاط، زادت مقاومته للقص، وزادت القوة المطلوبة من العامل أثناء استخدامه، وضعف أداء البناء. ويُصنف MC ضمن منتجات إيثر السليلوز من حيث التصاق الملاط.

هيدروكسي بروبيل ميثيل سلولوز (HPMC):
يذوب هيدروكسي بروبيل ميثيل سليلوز (HPMC) بسهولة في الماء، لكن قد يصعب ذوبانه في الماء الساخن. ومع ذلك، فإن درجة حرارة تجلطه في الماء الساخن أعلى بكثير من درجة حرارة تجلط ميثيل سليلوز (MC)، كما أن ذوبانه في الماء البارد أفضل من ذوبان ميثيل سليلوز.
تعتمد لزوجة هيدروكسي بروبيل ميثيل سليلوز (HPMC) على الوزن الجزيئي، حيث تكون اللزوجة عالية كلما زاد الوزن الجزيئي. كما تؤثر درجة الحرارة على لزوجته، إذ تنخفض مع ارتفاعها، إلا أن درجة الحرارة التي تنخفض عندها لزوجته أقل من تلك الخاصة بهيدروكسي بروبيل ميثيل سليلوز (MC). ويكون محلوله مستقرًا عند درجة حرارة الغرفة.
يعتمد احتفاظ HPMC بالماء على كمية الإضافة واللزوجة، وما إلى ذلك. معدل احتفاظ الماء عند نفس كمية الإضافة أعلى من معدل احتفاظ MC.
يتميز هيدروكسي بروبيل ميثيل سليلوز (HPMC) بثباته تجاه الأحماض والقلويات، ومحلوله المائي مستقر للغاية ضمن نطاق الأس الهيدروجيني من 2 إلى 12. لا يؤثر كل من الصودا الكاوية وماء الجير بشكل ملحوظ على أدائه، بينما قد تُسرّع القلويات من معدل ذوبانه وتزيد من لزوجته. يُعدّ HPMC مستقرًا تجاه الأملاح العامة، ولكن عند ارتفاع تركيز محلول الملح، تميل لزوجة محلول HPMC إلى الزيادة.
يمكن خلط HPMC مع مركبات البوليمر القابلة للذوبان في الماء لتكوين محلول موحد ذي لزوجة أعلى، مثل كحول البولي فينيل، وإيثر النشا، والصمغ النباتي، وما إلى ذلك.
يتمتع هيدروكسي بروبيل ميثيل سليلوز (HPMC) بمقاومة أفضل للإنزيمات من ميثيل سليلوز (MC)، كما أن محلوله أقل عرضة للتحلل الإنزيمي من محلول ميثيل سليلوز. ويتميز هيدروكسي بروبيل ميثيل سليلوز (HPMC) بالتصاق أفضل بالملاط من ميثيل سليلوز (MC).

هيدروكسي إيثيل السليلوز (HEC):
مادة HEC قابلة للذوبان في الماء البارد، ويصعب إذابتها في الماء الساخن. المحلول مستقر عند درجات الحرارة العالية، ولا يمتلك خصائص هلامية. يمكن استخدامه في الملاط لفترة طويلة عند درجات الحرارة العالية، لكن قدرته على الاحتفاظ بالماء أقل من مادة MC.
إن مادة HEC مستقرة في وجود الأحماض والقلويات العامة، ويمكن للقلويات أن تسرع ذوبانها وتزيد من لزوجتها قليلاً، كما أن قابليتها للتشتت في الماء أقل قليلاً من MC وHPMC.
يتمتع HEC بأداء تعليق جيد للمونة، لكن الأسمنت لديه وقت تأخير أطول.
يتميز منتج HEC من قبل بعض الشركات المحلية بأداء أقل من MC بسبب محتواه العالي من الماء والرماد.

كربوكسي ميثيل السليلوز (CMC):
يُعدّ كربوكسي ميثيل السليلوز (CMC) إيثرًا أيونيًا للسليلوز، يُحضّر عبر سلسلة من التفاعلات الكيميائية بعد معالجة الألياف الطبيعية (مثل القطن) بالقلويات، ويُستخدم حمض الكلورواسيتيك كعامل مُؤثِّر. تتراوح درجة الاستبدال عادةً بين 0.4 و1.4، ويتأثر أداؤه بشكل كبير بدرجة الاستبدال.
يتمتع CMC بتأثيرات التكثيف واستقرار الاستحلاب، ويمكن استخدامه في المشروبات التي تحتوي على الزيت والبروتين للعب دور استقرار الاستحلاب.
يتمتع مركب CMC بتأثير احتفاظ بالماء. في منتجات اللحوم والخبز والفطائر المطهوة على البخار وغيرها من الأطعمة، يمكن أن يلعب دورًا في تحسين الأنسجة، ويقلل من تطاير الماء، ويزيد من إنتاجية المنتج، ويحسن النكهة.
يتمتع مركب CMC بتأثير التجلط ويمكن استخدامه لصنع الجيلي والمربى.
يمكن أن يشكل CMC طبقة على سطح الطعام، مما له تأثير وقائي معين على الفواكه والخضروات ويطيل فترة صلاحيتها.

تتميز كل من هذه الإيثرات السليلوزية بخصائصها الفريدة ومجالات استخدامها المختلفة. ويجب تحديد المنتجات المناسبة وفقًا لمتطلبات التطبيق المحددة والظروف البيئية.