CMC مقابل HEC: أي من إيثرات السليلوز أفضل لمنتجات العناية الشخصية؟

CMC و HEC وهما نوعان من إيثرات السليلوز القابلة للذوبان في الماء، ويستخدمان على نطاق واسع في تركيبات منتجات العناية الشخصية والعناية المنزلية. وكلاهما قادر على زيادة اللزوجة، والتحكم في التدفق، واحتباس الماء، والمساعدة في الحفاظ على تجانس التركيبة.

ومع ذلك، فهما ليسا متبادلين.

يُعد كربوكسي ميثيل السليلوز الصوديوم، المعروف عادةً باسم CMC-Na أو CMC أو صمغ السليلوز، بوليمرًا أنيونيًّا. هيدروكسي إيثيل السليلوز, ، أو HEC، هو مادة غير أيونية. ويؤثر هذا الاختلاف في الشحنة الكهربائية على سلوك كل مادة مثخنة عند تفاعلها مع الأملاح، والمواد الخافضة للتوتر السطحي، والمكونات الكاتيونية، والمواد الكاشطة، والمكونات الفعالة، والمواد الحافظة.

غالبًا ما يُعد CMC خيارًا عمليًّا واقتصاديًّا في صناعة معجون الأسنان التقليدي والأقنعة والمنتجات ذات الأساس المائي التي تتطلب التحكم في التماسك والتبلور. أما HEC فيُفضل استخدامه غالبًا في التركيبات التي تحتوي على مستويات أعلى من الإلكتروليتات، أو المكونات الكاتيونية، أو مزيج معقد من المواد الخافضة للتوتر السطحي، أو تلك التي تتطلب تحقيق أهداف صارمة فيما يتعلق بالشفافية والملمس.

يعتمد الاختيار الأمثل على التركيبة الكاملة، وليس فقط على اللزوجة الموضحة على ملصق المنتج.

نظرة عامة على CMC مقابل HEC

الممتلكات	كربوكسي ميثيل السليلوز الصوديوم	هيدروكسي إيثيل السليلوز
اختصار شائع	CMC، CMC-Na، NaCMC	HEC
الاسم الشائع وفقًا لمعيار INCI	صمغ السليلوز	هيدروكسي إيثيل السليلوز
الطابع الأيوني	أنيوني	غير أيوني
الأدوار الوظيفية الرئيسية	التكثيف، التماسك، الاحتفاظ بالماء، التحكم في الترسيب، التعليق	التكثيف، التحكم في التدفق، دعم المعلق، تكوين طبقة رقيقة، تثبيت القوام
تحمّل الملح	يعتمد ذلك بشكل كبير على نوع الملح وتركيزه و«DS» ودرجته	عادةً ما يكون الأفضل عبر العديد من أنظمة الإلكتروليت
التوافق الكاتيوني	قد يتفاعل مع المواد الخافضة للتوتر السطحي الكاتيونية أو المكونات الفعالة	يتميز عمومًا بقدر أكبر من التوافق لكونه غير أيوني
إمكانية صياغة واضحة	ممكن، لكن ذلك يعتمد على الدرجة والتركيبة	غالبًا ما يُعد خيارًا فعالاً للجل الشفاف وأنظمة المواد الخافضة للتوتر السطحي
الاستخدامات الشائعة في مجال العناية الشخصية	معجون الأسنان، والأقنعة، والكريمات، والجل	الشامبو، غسول الجسم، غسول اليدين، المستحضرات المرطبة، منتجات الحماية من أشعة الشمس، معجون الأسنان
الاستخدامات الشائعة في الرعاية المنزلية	المنظفات، مواد التلميع، أنظمة التعليق	سائل الغسيل، سائل غسل الأطباق، المنظفات المنزلية، المنظفات الهلامية
المخاطر الرئيسية المتعلقة بالتركيبة	فقدان اللزوجة أو عدم التوافق في الأنظمة عالية الملوحة والأنظمة الكاتيونية	تكتل السائل أثناء الترطيب، وزيادة السماكة المفرطة، ودرجة الوضوح التي تعتمد على الدرجة
هل يمكن دمجهما معًا؟	نعم	نعم

لا يوجد فائز واضح في المقارنة بين CMC وHEC. فكل بوليمر يعالج مجموعة مختلفة من مشكلات التركيب.

ما هو كربوكسي ميثيل السليلوز الصوديوم؟

يُنتج كربوكسي ميثيل السليلوز الصوديوم عن طريق إدخال مجموعات كربوكسي ميثيل في السلسلة الأساسية للسليلوز. ويُورد عادةً في صورة ملح الصوديوم.

تمنح مجموعات الكربوكسي ميثيل هذه مادة CMC شحنة أنيونية عند ذوبانها في الماء. وتساعد هذه الشحنة البوليمر على امتصاص الماء والتفاعل مع الطور المائي، لكنها تجعل مادة CMC أيضًا أكثر حساسية تجاه أيونات معينة ومكونات موجبة الشحنة.

تختلف درجات CMC التجارية من حيث درجة الاستبدال، والوزن الجزيئي، والنقاء، وحجم الجسيمات، وتوحيد الاستبدال.

تصف درجة الاستبدال (DS) متوسط عدد مجموعات الكربوكسي ميثيل المرتبطة بكل وحدة من وحدات الأنهيدروغلوكوز في سلسلة السليلوز. ويمكن أن تؤثر التغيرات في درجة الاستبدال على قابلية الذوبان في الماء، والاستجابة للكهارل، وخصائص الريولوجيا، والتوافق.

لا ينبغي اختيار مادة CMC المستخدمة في منتجات العناية الشخصية أو العناية بالفم بناءً على اللزوجة وحدها. فقد تكون عوامل أخرى مهمة أيضًا، مثل درجة النقاء، ومحتوى كلوريد الصوديوم، وجليكولات الصوديوم، والحدود القصوى المسموح بها للميكروبات، والمعادن الثقيلة، والرائحة، والمذاق، والوضع التنظيمي.

في مجال العناية بالفم، يُستخدم مركب CMC كمادة رابطة ومعدِّل للخصائص الريولوجية. فهو قادر على ربط المكونات السائلة والصلبة معًا، والحد من انفصال الماء، ومنح معجون الأسنان قوامًا ناعمًا يشبه الشريط عند ضغطه من الأنبوب. تصف شركة «أشلاند» مادة CMC المستخدمة في العناية بالفم بأنها إيثر سليلوز أنيوني قابل للذوبان في الماء، يعمل على تعديل الخصائص الريولوجية، وربط الماء، والمساعدة في منع حدوث الترسبات في معجون الأسنان. إن الدليل الفني للعناية بالفم كما يُظهر أن درجات CMC تختلف من حيث DS واللزوجة وحجم الجسيمات.

ما هو هيدروكسي إيثيل السليلوز؟

هيدروكسي إيثيل السليلوز هو يُنتج عن طريق إدخال مجموعات هيدروكسي إيثيل في السليلوز. وهو بوليمر غير أيوني وقابل للذوبان في الماء.

ونظرًا لأن مادة HEC لا تحمل نفس الشحنة السالبة التي تحملها مادة CMC، فإن احتمال تفاعلها غير المرغوب فيه مع المواد الخافضة للتوتر السطحي الكاتيونية، ومركبات الأمونيوم الرباعية، والمكونات الفعالة الموجبة الشحنة يكون أقل عمومًا.

يمكن لمركب HEC زيادة اللزوجة، والتحكم في التدفق، ودعم التعليق، وتحسين الانتشار، وتثبيت قوام المستحضرات ذات الأساس المائي. ويُستخدم في الشامبو، وغسول الجسم، وغسول اليدين، والمستحضرات المرطبة، والكريمات، والجل، والمنظفات السائلة، وسوائل غسل الأطباق، والمنظفات المنزلية.

كما يمكن أن يُنتج HEC سلوكًا يتسم بالانسيابية عند القص. يصبح المنتج الذي يتسم بالانسيابية عند القص أسهل في الضخ أو الصب أو التوزيع أو العصر عند تطبيق قوة عليه. ثم يعيد بناء جزء من بنيته بعد إزالة القوة. ويمكن لهذا السلوك أن يحسّن عملية التوزيع ويساعد المنتج على البقاء ثابتًا على سطح عمودي.

يصف «Zhiwei» مادة HEC بأنها بوليمر قابل للذوبان في الماء يُستخدم لزيادة اللزوجة والتحكم في التدفق في منتجات العناية اليومية وغيرها من الأنظمة ذات الأساس المائي. وتشمل المجموعة الحالية منتجات HEC 40 وHEC 300 وHEC 2K وHEC 6K وHEC 15K وHEC 30K وHEC 50K وHEC 100K وHEC 150K. وترد المجموعة الكاملة على صفحة منتج Zhiwei HEC.

الفرق الأهم: الأنيونية مقابل غير الأنيونية

الاختلاف في الطابع الأيوني هو السبب الرئيسي وراء اختلاف سلوك كل من CMC وHEC.

يحتوي مركب CMC على مجموعات كربوكسي ميثيل سالبة الشحنة. ويمكن لهذه المجموعات أن تتفاعل مع الأملاح المذابة والمواد موجبة الشحنة. وقد يؤدي هذا التفاعل إلى تقليل تمدد البوليمر، أو خفض اللزوجة، أو تكوين عكارة، أو التسبب في الترسيب.

تعتمد النتيجة على نوع الأيونات وتركيزها. فقد تؤدي الأملاح أحادية التكافؤ، مثل كلوريد الصوديوم، إلى خفض اللزوجة عند التركيزات العالية. أما الأيونات متعددة التكافؤ، مثل الكالسيوم أو المغنيسيوم أو الألومنيوم أو الحديد، فيمكن أن يكون لها تأثير أقوى.

مادة HEC غير أيونية. ولا يعتمد ترطيبها وتكثيفها على الشحنة الأنيونية بنفس الطريقة. ولذلك، فهي توفر توافقاً أوسع نطاقاً في العديد من الأنظمة التي تحتوي على إلكتروليتات أو مكونات كاتيونية.

وهذا لا يعني أن مادة HEC لا تتأثر بخصائص التركيبة الكيميائية. فما زال من الممكن أن تؤدي التركيزات العالية جدًّا من الأملاح، والقيم المتطرفة لدرجة الحموضة (pH)، والمستويات العالية من المذيبات، والمواد الخافضة للتوتر السطحي، وزيوت العطور، ودرجة الحرارة، والمواد الحافظة إلى تغيير لزوجتها وشفافيتها.

ينبغي وصف HEC بأنها أكثر مرونة في العديد من الأنظمة المعقدة، وليست محصنة تمامًا ضد مشاكل التوافق.

CMC وHEC في معجون الأسنان

يحتوي معجون الأسنان على مزيج من الماء، والمواد المرطبة، والمواد الكاشطة، والمواد الخافضة للتوتر السطحي، والنكهات، والمحليات، والمكونات الفعالة، والمواد الحافظة. ويجب أن يعمل المُكثِّف على تماسك هذا المزيج مع السماح في الوقت نفسه بضخ المعجون وتعبئته والضغط عليه وتوزيعه على فرشاة الأسنان.

توضح الجمعية الأمريكية لطب الأسنان أن معجون الأسنان قد يحتوي على مواد مثخنة أو مواد رابطة تعتمد على السليلوز من أجل تثبيت المنتج. كما يمكن أن يحتوي معجون الأسنان على كربونات الكالسيوم، والسيليكا المائية، وأملاح الفوسفات، ومركبات الفلوريد، والمواد المرطبة، والمنظفات. وتخلق هذه المكونات ظروف توافق مختلفة بالنسبة للمادة المثخنة. انظر نظرة عامة على مكونات معجون الأسنان ADA.

متى تكون CMC خيارًا جيدًا

يتمتع مركب CMC بتاريخ طويل من الاستخدام في معجون الأسنان التقليدي. فهو يوفر خصائص الترابط والاحتفاظ بالماء والكثافة والتحكم في الترسيب. وغالبًا ما يكون فعالاً من حيث التكلفة، ويمكنه إنتاج معجون ناعم يتمتع بخصائص بثق جيدة.

يمكن أن تعمل تقنية CMC بشكل جيد عندما يكون مستوى الإلكتروليت معتدلاً وتكون المكونات الفعالة متوافقة مع البوليمر الأنيوني.

متى تكون HEC الخيار الأفضل

تصبح تقنية HEC فعالة عندما تحتوي التركيبة على تركيز عالٍ من الأملاح أو الأيونات متعددة التكافؤ أو المكونات النشطة الكاتيونية.

يمكن لطبيعته غير الأيونية أن تحسّن التوافق واستقرار المنتج أثناء التخزين. كما يمكن أن يسهم في الحصول على قوام ناعم ولامع لمعجون الأسنان، وتدفق يتسم بانخفاض اللزوجة مع القص.

يصف دليل العناية بالفم الخاص بـ«HEC» من شركة «أشلاند» مادة «HEC» بأنها متوافقة مع مجموعة واسعة من المكونات الفعالة، كما أنها تتحمل الكاتيونات أحادية وثنائية وثلاثية التكافؤ. وهذا يجعل مادة «HEC» خيارًا عمليًّا لصناعة معجون الأسنان الغني بالمعادن وأنظمة العناية بالفم الأخرى التي تحتوي على نسبة عالية من الإلكتروليتات.

هل يمكن استخدام CMC وHEC معًا؟

نعم. يمكن للجمع بين مادة CMC و HEC أن يحقق التوازن بين التكلفة وقوة الالتصاق ومقاومة الملوحة والملمس واستقرار التخزين.

قد توفر مادة CMC قدرة اقتصادية على ربط الماء وتكوين القوام الأولي. وقد تعمل مادة HEC على تحسين التوافق والمساعدة في الحفاظ على اللزوجة عندما تحتوي التركيبة على أيونات أكثر تعقيدًا.

ينبغي اختبار هذه النسبة بدلاً من نسخها مباشرةً من معجون أسنان آخر. فالنوع الكاشط، ومصدر الفلورايد، ومستوى المرطب، ونظام المواد الخافضة للتوتر السطحي، ودرجة الحرارة، وترتيب المعالجة، كلها عوامل تؤثر على النتيجة.

تُعد النطاقات التالية مراجع معقولة للفحوصات المخبرية التمهيدية، وليست تركيبات تجارية جاهزة.

نوع معجون الأسنان	نطاق الفرز في CMC	نطاق الفرز في HEC	الاختبار الرئيسي
معجون أسنان يحتوي على كربونات الكالسيوم	0.8%-1.0%	0.3%-0.6%	تحمل الكالسيوم، الشكل الشريطي، فصل الماء
معجون أسنان يحتوي على فوسفات ثنائي الكالسيوم	0.1%-0.6%	0.3%-0.5%	توافق الإلكتروليت ولزوجة التخزين
معجون أسنان يحتوي على السيليكا المائية	0.1%-0.5%	0.1%-0.5%	الوضوح، والنعومة، والبثق، والتجمد

ينبغي تحسين المستوى الإجمالي للمكثف بما يتناسب مع الأنواع المختارة. فقد يتطلب البوليمر ذو الوزن الجزيئي العالي جرعة أقل مقارنةً بالأنواع ذات اللزوجة المنخفضة.

كما يتطلب إنتاج منتجات العناية بالفم درجة نقاء مناسبة. ولا ينبغي استخدام درجات HEC أو CMC الصناعية العامة في معجون الأسنان ما لم يؤكد المورد أنها تستوفي المواصفات المطلوبة لمنتجات العناية بالفم واللوائح المحلية.

HEC في الشامبو وغسول الجسم

قد تحتوي الشامبو وغسول الجسم الحديثة على مكونات أنيونية، ومتذبذبة، وغير أيونية، وكاتيونية. كما يمكن أن تحتوي على كلوريد الصوديوم، والعطور، والمستخلصات النباتية، والبوليمرات المرطبة، والمواد الحافظة، وعوامل إضفاء اللمعان، والجسيمات العالقة.

غالبًا ما يتم اختيار مادة HEC لأن طبيعتها غير الأيونية توفر توافقًا واسعًا مع العديد من هذه المواد.

يمكن أن يزيد من كثافة المنتج، ويحسن التحكم في الصب، ويدعم الحصول على قوام ناعم، ويساعد في الحفاظ على ثبات المنتج أثناء التخزين. كما يمكن الحصول على مواد هلامية شفافة عندما يتم ترطيب درجة HEC بشكل صحيح وتكون متوافقة مع نظام المواد الخافضة للتوتر السطحي والعطور.

تُعرِّف شركة «Zhiwei» مادة HEC بأنها مادة مثخنة للشامبو وغسول الجسم، قادرة على توفير قوام صافٍ، وتحمل الأملاح، وانتشار سلس، وملمس مستقر للمنتج. وتؤكد الشركة أيضًا أن النتائج الفعلية تعتمد على المواد الخافضة للتوتر السطحي، ومستوى الملوحة، ودرجة الحموضة (pH)، والعطر، ودرجة الحرارة، وطريقة الخلط. تتوفر المزيد من تفاصيل الاستخدام على الموقع صفحة منتجات Zhiwei HEC للشامبو وغسول الجسم.

يمكن استخدام مادة HEC في غسول الجسم القائم على الصابون كمعدّل لللزوجة والملمس. وقد يوفر مستوى الفرز الذي يتراوح بين 0.2% و0.4% توجيهًا مختبريًّا أوليًّا، لكن الجرعة النهائية يجب أن تعكس درجة HEC وتركيز الصابون.

لا ينبغي وصف مادة HEC بأنها مستحلب كامل. فهي يمكن أن تساعد في تثبيت نظام مشتت من خلال زيادة اللزوجة وإبطاء الحركة، لكن التركيبة التي تحتوي على طور زيتي ذي أهمية لا تزال تحتاج عادةً إلى مستحلب مناسب.

كما لا ينبغي وصف مادة HEC تلقائيًّا بأنها معزز للرغوة. فقد يؤثر تغيير اللزوجة على تكوين الرغوة وتصريفها واستقرارها، لكن النتيجة تعتمد على نظام المواد الخافضة للتوتر السطحي. وينبغي قياس حجم الرغوة وقوامها وسلوكها عند الشطف خلال مرحلة التطوير.

HEC في صابون اليدين والصابون السائل

قد تحتوي غسولات اليدين على مواد خافضة للتوتر السطحي أنيونية، ومواد خافضة للتوتر السطحي متذبذبة، ومواد خافضة للتوتر السطحي غير أيونية، ومكونات مطهرة، وأملاح، ومذيبات، ومرطبات، وعطور، ومواد حافظة.

إذا كانت التركيبة تحتوي على مكون مضاد للميكروبات كاتيوني الشحنة، فقد يتفاعل معها مادة مثخنة أنيونية الشحنة مثل CMC. وقد يؤدي ذلك إلى انخفاض كفاءة التثخين، أو ظهور عكارة، أو التأثير على توافر المادة الفعالة.

غالبًا ما يُعد HEC خيارًا أوليًّا أكثر أمانًا لأنظمة الفاعل السطحي الكاتيوني أو المختلط، نظرًا لكونه غير أيوني. ومع ذلك، لا يزال من الضروري التأكد من توافقه مع المادة الفعالة المحددة ومستوى الاستخدام.

يجب على فريق التركيب مراقبة المظهر، واللزوجة، ودرجة الحموضة (pH)، واستقرار المادة الفعالة، والرغوة، وملمس المنتج عند الشطف، والحماية من الميكروبات. ولا يكفي الاكتفاء باختبار اللزوجة الأولية فقط.

تتطلب المنتجات التي تحتوي على مزيج من الماء والكحول عناية إضافية. يمكن لبعض درجات منتجات HEC أن تعمل في الأنظمة التي تحتوي على مزيج من الماء والكحول، لكن مدى تحملها يعتمد على درجة البوليمر ونوع الكحول وتركيزه وطريقة الترطيب والمكونات الأخرى. فقد لا يعمل المُكثِّف الذي يُستخدم في غسول اليدين العادي في معقم يحتوي على نسبة عالية من الكحول.

HEC في المستحضرات والكريمات ومنتجات الحماية من أشعة الشمس

في المستحضر ذي التركيبة «زيت في ماء»، يعمل HEC على تكثيف الطور المائي المستمر. ويمكن أن يؤدي ذلك إلى إبطاء حركة القطرات، وتحسين الملمس، وتعزيز استقرار المستحلب.

كما يمكن أن يحسّن مركب HEC من سلاسة الاستخدام ويقلل من الإحساس بالرطوبة أو عدم الثبات. وقد تتراوح مستويات الترشيح النموذجية في المستحضرات والكريمات بين حوالي 0.1% و0.5%، اعتمادًا على القوام المطلوب ودرجة اللزوجة.

من المهم التمييز بين عملية التكثيف وعملية الاستحلاب. يمكن أن يدعم مركب HEC تكوين مستحلب، لكنه لا يُعتبر عادةً المُستحلب الرئيسي. ولا تزال الصيغة تحتاج إلى نظام استحلاب مناسب للمرحلة الزيتية والمنتج المقصود.

تتطلب منتجات العناية من أشعة الشمس معايير أكثر صرامة لأنها قد تحتوي على جزيئات معدنية، ومرشحات عضوية للأشعة فوق البنفسجية، وإلكتروليتات، وزيوت، ومكونات مكونة للغشاء. يمكن أن يساهم HEC في تحسين القوام والتعليق، لكن لا يمكن التنبؤ بأداء واقي الشمس بناءً على اللزوجة وحدها. فقد يؤثر أي تغيير في مادة المكثف على قابلية التوزيع، وتكوين الغشاء، ومقاومة الماء، ومستوى الحماية من أشعة الشمس المقاس.

"Zhiwei’s" دليل HEC الخاص بالمستحضرات المرطبة ومنتجات الحماية من أشعة الشمس توصي بالتحقق من نوع المستحلب، ومستوى الطور الزيتي، ودرجة الحموضة، ومحتوى الإلكتروليت، ونوع مرشح الأشعة فوق البنفسجية، وطريقة المعالجة، والتعبئة والتغليف قبل اختيار الدرجة.

شركتا CMC وHEC في مجال أقنعة الوجه

يُستخدم مركب CMC في أنظمة الأقنعة القابلة للنزع والشطف كمكثف، ومواد رابطة، ومعدّل لملمس الطبقة الرقيقة.

في قناع التقشير الذي يحتوي على كحول البولي فينيل، يمكن أن يقلل مركب CMC من تشكل طبقة رقيقة شديدة الصلابة أو الهشّة، كما يمكنه تعديل الطريقة التي تنفصل بها الطبقة الجافة عن البشرة. وقد يتفاعل أيضًا مع الألجينات والجلسرين والبروبيلين جليكول ومكونات أخرى قادرة على احتجاز الماء.

في قناع الوجه الذي يُشطف، يمكن أن يضفي مركب CMC قوامًا ويساعد على تعليق المساحيق أو المواد المتناثرة الأخرى.

يمكن استخدام مادة HEC عندما يحتاج صانع المستحضرات إلى جل أكثر نعومة، أو توافق أفضل مع المكونات الكاتيونية، أو نظام تكثيف أقل أيونية. كما أنها قد تحسّن قابلية التوزيع وتنتج خصائص حسية مختلفة.

لا ينبغي اختيار أي من البوليمرين بناءً على لزوجتهما في الماء فقط. بل يجب اختبار مرونة الغشاء، ووقت الجفاف، واللزوجة، وقابلية الغسل، والملمس على البشرة، والحفظ، والتوزيع من العبوة، وذلك في المنتج النهائي.

شركتا CMC وHEC في مجال منتجات غسيل الملابس والأطباق

يلعب مركب CMC دورًا راسخًا في تركيبات منظفات الغسيل، بما في ذلك منع إعادة ترسب الأوساخ. فهو يساعد في الحد من عودة الأوساخ العالقة إلى النسيج أثناء الغسيل.

يُستخدم HEC في الغالب لتعديل لزوجة وتدفق منظفات الغسيل السائلة، وسوائل غسل الأطباق، والمنظفات الهلامية. ويمكنه تحسين التحكم في الجرعات والمساعدة في بقاء المنظف على الأسطح العمودية.

تصف شركة «Zhiwei» مادة HEC بأنها مادة مثخنة غير أيونية تستخدم في منظفات الغسيل والأطباق. وهي تساهم في تعزيز اللزوجة، والتحكم في سلاسة السكب، واستقرار القوام، والشفافية في التركيبات المناسبة. وتظل النتيجة النهائية متوقفة على نوع المادة الخافضة للتوتر السطحي، وتركيز الملح، والإنزيمات، والعطر، والمذيبات، ودرجة الحموضة. انظر دليل استخدام منظف «Zhiwei».

ومن الفروق المهمة في التركيب أن وظيفتي التكثيف ومنع إعادة ترسب الأوساخ هما وظيفتان منفصلتان. وقد يحسّن مركب HEC قوام المنظف، لكن لا ينبغي اعتباره تلقائيًّا بديلاً مباشراً لمركب CMC عندما يكون الهدف الرئيسي هو منع إعادة ترسب الأوساخ على الأقمشة.

وبالتالي، قد تستخدم التركيبة بوليمرًا واحدًا لتحسين الخصائص الريولوجية ومادة أخرى لتحسين أداء العناية بالنسيج.

كيفية مقارنة اللزوجة وفقًا لمعايير CMC وHEC بشكل صحيح

لا يكفي اسم المنتج مثل “30K” أو “100K” لمقارنة نوعين من إيثرات السليلوز.

تعتمد اللزوجة على عدة شروط اختبار:

متغير الاختبار	ما أهمية ذلك
تركيز البوليمر	لا يمكن مقارنة محلول 1% مباشرةً بمحلول 2%
درجة حرارة الاختبار	تتغير لزوجة إيثر السليلوز مع تغير درجة الحرارة
الآلة الموسيقية	قد تعطي أجهزة قياس اللزوجة من طراز «بروكفيلد» و«إن دي جي» وغيرها نتائج مختلفة
المغزل والسرعة	تؤدي الإعدادات المختلفة للمغزل وسرعة الدوران إلى تغيير القراءة
وقت الترطيب	تؤدي العينة التي لم يتم ترطيبها بشكل كامل إلى الحصول على نتيجة منخفضة بشكل مصطنع
جودة المياه	يمكن للمعادن والأملاح المذابة أن تغير اللزوجة
الرقم الهيدروجيني	يؤثر الرقم الهيدروجيني على الترطيب واستقرار البوليمر على المدى الطويل
تحضير العينة	تؤدي الكتل أو الهواء المحبوس إلى عدم موثوقية النتيجة

لا ينبغي مقارنة قيمة CMC المقاسة عند 2% و25 درجة مئوية مباشرةً بقيمة HEC المقاسة عند 1% و25 درجة مئوية.

يجب على صانعي المستحضرات طلب طريقة الاختبار الكاملة من المورد. وينبغي بعد ذلك استخدام الطريقة نفسها في مراقبة جودة المواد الواردة وفي المقارنات التنافسية.

كيفية إضافة CMC أو HEC دون تكوين تكتلات

يمكن أن يتشكل «عين السمكة» في كل من CMC وHEC عندما يتلامس المسحوق الجاف مع الماء بسرعة كبيرة. حيث يتبلل الجزء الخارجي من كتلة المسحوق أولاً ويشكل طبقة هلامية. وتمنع هذه الطبقة الماء من الوصول إلى المادة الجافة الموجودة في الداخل.

تقلل عملية الخلط الخاضعة للرقابة من هذه المشكلة.

1. ابدأ باستخدام ماء نظيف وقم بتكوين دوامة ثابتة دون سحب كمية زائدة من الهواء إلى الدفعة.
2. أضف إيثر السليلوز ببطء على طول السطح المتحرك. لا تقم بصب محتويات الكيس بالكامل في مكان واحد.
3. اترك المسحوق يتشتت قبل تسريع عملية الترطيب.
4. وحيثما كان ذلك مناسبًا، قم بتشتيت البوليمر مسبقًا في الجلسرين أو السوربيتول أو الجليكول أو أي مرحلة أخرى غير مذابة ومتوافقة.
5. بالنسبة لخليط HEC ذي الترطيب المتأخر، يرجى اتباع إجراءات درجة الحموضة والتوقيت الموصى بها من قبل المورد.
6. أضف كميات كبيرة من الملح بعد أن يتبلور البوليمر، شريطة أن تسمح بذلك التركيبة والعملية.
7. لا تقم بقياس اللزوجة إلا بعد أن تكمل الدفعة فترة الترطيب والراحة المتوقعة.
8. يرجى إعادة التحقق من النتيجة بعد مرور 24 ساعة، حيث إن اللزوجة النهائية قد تستمر في التغير.

تستخدم بعض أنواع منتجات «Zhiwei HEC» معالجة الترطيب المتأخر لتحسين التشتت والحد من تكوّن الكتل. وينبغي التأكد من الإجراء الصحيح من خلال وثيقة المواصفات الفنية (TDS) الخاصة بكل نوع.

التسخين ليس بالضرورة الحل الأمثل. يمكن أن يذوب مركب HEC في الماء الساخن أو البارد، لكن درجات الحرارة المرتفعة قد تسرع من عملية الترطيب السطحي وتؤدي إلى تفاقم سوء التشتت. لذا، ينبغي اختيار درجة الحرارة كجزء من عملية الخلط الكاملة.

ما هي درجة Zhiwei HEC التي ينبغي عليك اختبارها؟

توفر شركة «Zhiwei» نماذج HEC التي تتراوح قيمها المعلنة من المنخفضة إلى العالية. وينبغي أن يبدأ اختيار الدرجة بالنظر إلى القوام المطلوب للمنتج وطريقة الاختبار.

الهدف من الصيغة	اتجاه الفرز في Zhiwei HEC	التحقق الرئيسي
نظام سائل خفيف، أو مصل، أو نظام ذو كتلة منخفضة	HEC 300 أو HEC 2K	الوضوح، والانسيابية، وقابلية الرش، والمخلفات
لزوجة معتدلة للشامبو أو غسول الجسم	HEC 6K، أو HEC 15K، أو HEC 30K	الرغوة، الاستجابة للملح، التوافق مع العطور، وملمس الشطف
غسول للجسم غني أو منظف سائل	HEC 30K أو HEC 50K	السكب، وقابلية الضخ، والملمس، وثبات المنتج أثناء التخزين
منظف يتطلب قوة التصاق رأسية أكبر	HEC 50K أو HEC 100K	الالتصاق، واللزوجة، والشطف السطحي، والتوزيع من العبوة
جل غني بالماء	HEC 100K	وقت الترطيب، وإطلاق الهواء، والوضوح، والملمس الحسي
معجون الأسنان أو منتجات العناية بالفم	درجة متوافقة مع متطلبات التطبيق المحدد	النقاء، والحدود الميكروبية، والمذاق، والأيونات، والمواد الكاشطة، ووثائق العناية بالفم

هذه النماذج هي توجيهات أولية وليست توصيات نهائية.

على سبيل المثال، يُعد Zhiwei HEC 30K نوعًا غير أيوني مخصصًا للمنظفات والتركيبات المائية المستقرة. وتشير المواصفات المنشورة له إلى استخدام محلول 1% عند درجة حرارة 25 درجة مئوية، وتشير إلى أن لزوجة بروكفيلد LV تتراوح بين 1,501 و2,600 ميللي باسكال ثانية. Zhiwei HEC 50K يتميز بلزوجة وقوام أقوى، في حين أن Zhiwei HEC 100K وهي مصممة للأنظمة ذات الهيكل المرتفع ولتوفير دعم أقوى لنظام التعليق.

يجب ألا تحل تسمية الطراز أبدًا محل المواصفات المقاسة. يجب على المشترين مقارنة التركيز، ودرجة الحرارة، والجهاز، والمغزل، والسرعة، والطبيعة الأيونية، وحجم الجسيمات، والرطوبة، والرماد، ودرجة الحموضة.

كما تتطلب منتجات العناية الشخصية والعناية بالفم إجراءات إضافية لمراقبة الجودة. وينبغي على المشتري التأكد من أن الدرجة المقترحة تستوفي متطلبات النقاء، والمتطلبات الميكروبية، والمتطلبات المتعلقة بالمخلفات الكيميائية، والمتطلبات التنظيمية للسوق المستهدفة.

طريقة عملية لاختيار بين نموذجي CMC و HEC

ابدأ بالصيغة بدلاً من البدء باسم البوليمر.

إذا كان المنتج عبارة عن معجون أسنان تقليدي يحتوي على كمية معتدلة من الإلكتروليتات وكانت التكلفة عاملاً مهمًا، فقد يكون مركب CMC هو الخيار الأول.

إذا كان معجون الأسنان يحتوي على نسبة عالية من المعادن، أو أيونات متعددة التكافؤ، أو مكونات كاتيونية، فقد يوفر مركب HEC أو مزيج CMC-HEC استقرارًا أفضل.

إذا كان المنتج عبارة عن شامبو شفاف أو غسول للجسم يحتوي على نظام معقد من المواد الخافضة للتوتر السطحي، فإن HEC غالبًا ما يكون نقطة الانطلاق الأكثر عملية.

إذا كان المنتج يحتوي على مادة مضادة للميكروبات كاتيونية أو مكون مرطب، فإن مادة HEC غير الأيونية تكون عمومًا أسهل في التقييم من مادة CMC الأنيونية.

إذا كان الهدف الرئيسي لمسحوق أو سائل الغسيل هو منع عودة الأوساخ إلى الترسب، فقد يوفر مركب CMC وظيفة لا يمكن تقييمها بناءً على اللزوجة وحدها.

إذا كان المنتج عبارة عن لوشن أو كريم أو مستحلب للحماية من أشعة الشمس، فإن مادة HEC يمكنها أن تدعم لزوجة الطور المستمر وقوامه، لكن المُستحلب ونظام الاستقرار الكامل يظلان ضروريين.

يجب أن يستند الاختيار النهائي إلى مقارنات بين الدفعات المختبرية. وينبغي اختبار كل دفعة عند التحضير الأولي، وبعد الانتهاء من الترطيب، وبعد التخزين.

ما الذي يجب أن يتضمنه اختبار الاستقرار؟

ينبغي أن تتجاوز المقارنة المفيدة بين CMC وHEC قياس اللزوجة الأولية فقط.

اختبار	ما يكشفه ذلك
اللزوجة الأولية واللزوجة بعد 24 ساعة	معدل الترطيب وتطور اللزوجة النهائية
اللزوجة عند درجات حرارة مختلفة	الحساسية تجاه درجات الحرارة وسلوك المستهلكين
اختبار الطرد المركزي	مؤشرات مبكرة على الانفصال أو الترسيب
دورات التجميد والذوبان	مقاومة التغيرات في درجات الحرارة أثناء النقل والتخزين
التخزين في درجات حرارة عالية	تسارع التغيرات في اللزوجة والمظهر
مراقبة درجة الحموضة	استقرار البوليمر والتركيبة
الوضوح أم الضبابية	التوافق مع المواد الخافضة للتوتر السطحي، والأملاح، والعطور، والمكونات الفعالة
اختبار الرغوة	التأثير على تكوين الرغوة وتصريفها
اختبار الحزم	أداء الضخ أو الضغط أو الرش أو السكب
اختبار التحدي الميكروبي	مدى ملاءمة نظام الحفظ
الاختبارات الحسية	الإحساس بالانزلاق، والسحب، والالتصاق، والبقايا، والشطف

قد تفشل التركيبة التي تتمتع بلزوجة بروكفيلد الصحيحة رغم ذلك، لأنها تصبح لزجة، أو تحتجز الهواء، أو تقلل من الرغوة، أو تسد المضخة، أو تتفكك أثناء التخزين.

ما الذي ينبغي على المشترين أن يسألوه مورد HEC؟

يجب أن يتضمن الاستفسار الفني نوع المنتج، ونظام المواد الخافضة للتوتر السطحي، ومستوى الملوحة، ودرجة الحموضة (pH)، واللزوجة المستهدفة، ودرجة النقاء المستهدفة، وطريقة الخلط، ودرجة حرارة الاستخدام، والتعبئة والتغليف.

يجب على المورد تقديم نسخة حديثة من ورقة بيانات المادة (TDS) وورقة بيانات السلامة (SDS) وشهادة تحليل الدفعة (COA). أما بالنسبة لمنتجات العناية الشخصية والعناية بالفم، فيجب على المشتري أيضًا طلب معلومات حول النقاء، والحدود المسموح بها للميكروبات، والمواد المتبقية، والمعادن الثقيلة، ومطابقة المنتج للاستخدام المقصود.

توفر شركة «Zhiwei (Jinan) New Materials Co., Ltd.» خدمات اختيار منتجات فئة HEC، والعينات، ووثيقة المواصفات الفنية (TDS)، وورقة بيانات السلامة (SDS)، ووثائق الدُفعات. وتغطي مجموعة منتجاتها من فئة HEC مستويات اللزوجة المنخفضة والمتوسطة والعالية للتركيبات المائية.

إن توفير التركيبة الأساسية الفعلية يتيح للمورد التوصية بدرجة غربلة واقعية بدلاً من اختيار نموذج بناءً على القيمة المذكورة على الملصق فقط.

الأسئلة الشائعة

هل HEC أفضل من CMC؟

لا يُعد HEC أفضل في جميع الحالات. غالبًا ما يكون أفضل في الأنظمة التي تحتوي على نسبة عالية من الإلكتروليتات، أو الكاتيونات، أو المواد الشفافة، أو المواد الخافضة للتوتر السطحي المعقدة. أما CMC فيمكن أن يكون أكثر اقتصادية وفعالية في عمليات الارتباط، والاحتفاظ بالماء، وتحسين قوام معجون الأسنان، ومنع إعادة الترسب في الغسيل.

هل يمكن أن يحل HEC محل CMC بنفس الجرعة؟

عادةً لا. فهذان البوليمران يختلفان في الشحنة والوزن الجزيئي ودرجة الترطيب والخصائص الريولوجية والتوافق. وينبغي أن يبدأ الاستبدال بمتابعة جرعات متدرجة وإجراء اختبارات استقرار كاملة.

ما هو المُكثِّف الأفضل لاستخدامه في معجون الأسنان؟

يُعد CMC مناسبًا للعديد من تركيبات معجون الأسنان التقليدية. أما HEC فيمكن أن يكون مفيدًا في الأنظمة عالية الملوحة أو عالية المعادن، وكذلك في التركيبات التي تحتوي على مكونات فعالة كاتيونية. ويمكن لمزيج CMC-HEC أن يوفر توازنًا مفيدًا.

ما هو المُكثِّف الأفضل للشامبو؟

غالبًا ما يُعد HEC نقطة انطلاق أفضل لأنه مادة غير أيونية ومتوافقة مع العديد من تركيبات المواد الخافضة للتوتر السطحي. ومع ذلك، لا يزال من الضروري اختبار درجة الوضوح، والرغوة، والاستجابة للملح، وملمس الشطف.

هل يمكن الجمع بين CMC وHEC؟

نعم. يمكن أن يؤدي الجمع بينهما إلى تحقيق التوازن بين التكلفة، والخصائص الريولوجية، والقدرة على الترابط، والتحمل الكهربائي، واستقرار التخزين. ويتطلب ترتيب الخلط ونسبه إجراء اختبارات معملية.

هل يحافظ HEC على الجسيمات غير القابلة للذوبان في حالة تعليق؟

يمكن أن يبطئ HEC عملية الترسيب من خلال زيادة اللزوجة وتغيير الخصائص الريولوجية. ويعتمد التعليق الفعال على حجم الجسيمات، وفرق الكثافة، وإجهاد الخضوع، وخصائص اللزوجة، وظروف التخزين.

هل مادة HEC من المواد المستحلبة؟

يُستخدم مركب HEC بشكل أساسي كمكثف ومعدّل للخصائص الريولوجية. ويمكنه المساهمة في استقرار المستحلب من خلال تكثيف الطور المائي، لكنه لا يحل عادةً محل المُستحلب المناسب.

هل يقلل HEC من الرغوة؟

قد يؤثر ذلك على تكوين الرغوة وتصريفها وقوامها، لأنه يغير لزوجة الطور المستمر. وتعتمد النتيجة على مزيج المواد الخافضة للتوتر السطحي وجرعة HEC، لذا يجب قياس الرغوة في التركيبة النهائية.

الخاتمة

يبدأ التمييز بين CMC وHEC باختلاف أساسي واحد: CMC مادة أنيونية، في حين أن HEC مادة غير أيونية.

يُعد CMC مادة رابطة ومُحافظًا على الماء ومُعدِّلًا للخصائص الريولوجية أثبتت فعاليتها في صناعة معجون الأسنان والأقنعة والمنظفات وغيرها من المنتجات ذات الأساس المائي. ويمكنه أن يوفر أداءً قويًّا بتكلفة معقولة عندما تكون البيئة الأيونية ملائمة.

يوفر HEC توافقاً أوسع نطاقاً مع العديد من التركيبات عالية الملوحة، والكاتيونية، والغنية بالمواد الخافضة للتوتر السطحي، والشفافة. وهو مفيد بشكل خاص في الشامبو، وغسول الجسم، وغسول اليدين، والمستحضرات المرطبة، والمنظفات، والجل ذي القوام الكثيف.

لا ينبغي اختيار أي من البوليمرين بناءً على اسم النموذج أو رقم اللزوجة وحدهما. بل يجب على فريق التركيب أن يأخذ في الاعتبار الطبيعة الأيونية، وتركيز الأملاح، والمواد الخافضة للتوتر السطحي، والمكونات الفعالة، ودرجة الحموضة، والشفافية، والخصائص الحسية، والحفظ، والمعالجة، والتعبئة والتغليف.

توفر شركة «Zhiwei» طرازات HEC بدءًا من HEC 40 وحتى HEC 150K لتلبية متطلبات اللزوجة والتدفق المختلفة. وللحصول على توصية فعالة بشأن الدرجة المناسبة، ينبغي على المشترين تقديم شروط الاستخدام الكاملة ومقارنة العينات في التركيبة الفعلية.