La metilcel·lulosa (MC) és un èter de cel·lulosa?

La metilcel·lulosa (MC) és un tipus d'èter de cel·lulosa. Els compostos d'èter de cel·lulosa són derivats obtinguts per modificació química de la cel·lulosa natural, i la metilcel·lulosa és un derivat important de la cel·lulosa format per la metilació (substitució de metil) de la part hidroxil de la cel·lulosa. Per tant, la metilcel·lulosa no només és un derivat de la cel·lulosa, sinó també un èter de cel·lulosa típic.

1. Preparació de la metilcel·lulosa
La metilcel·lulosa es prepara fent reaccionar la cel·lulosa amb un agent de metilació (com el clorur de metil o el sulfat de dimetil) en condicions alcalines per metilar la part hidroxil de la cel·lulosa. Aquesta reacció es produeix principalment en els grups hidroxil a les posicions C2, C3 i C6 de la cel·lulosa per formar metilcel·lulosa amb diferents graus de substitució. El procés de reacció és el següent:

La cel·lulosa (un polisacàrid compost per unitats de glucosa) s'activa primer en condicions alcalines;
A continuació, s'introdueix un agent de metilació per sotmetre's a una reacció d'eterificació per obtenir metilcel·lulosa.
Aquest mètode pot produir productes de metilcel·lulosa amb diferents viscositats i propietats de solubilitat mitjançant la regulació de les condicions de reacció i el grau de metilació.

2. Propietats de la metilcel·lulosa
La metilcel·lulosa té les següents propietats principals:
Solubilitat: A diferència de la cel·lulosa natural, la metilcel·lulosa es pot dissoldre en aigua freda però no en aigua calenta. Això es deu al fet que la introducció de substituents de metil destrueix els enllaços d'hidrogen entre les molècules de cel·lulosa, reduint així la seva cristal·linitat. La metilcel·lulosa forma una solució transparent a l'aigua i presenta característiques de gelificació a altes temperatures, és a dir, la solució s'espesseix quan s'escalfa i recupera la fluïdesa després del refredament.
No toxicitat: la metilcel·lulosa no és tòxica i no és absorbida pel sistema digestiu humà. Per tant, s'utilitza sovint en additius alimentaris i farmacèutics com a espessidor, emulsionant i estabilitzador.
Regulació de la viscositat: la metilcel·lulosa té bones propietats de regulació de la viscositat i la seva viscositat de la solució està relacionada amb la concentració de la solució i el pes molecular. Controlant el grau de substitució en la reacció d'eterificació, es poden obtenir productes de metilcel·lulosa amb diferents rangs de viscositat.

3. Usos de la metilcel·lulosa
A causa de les seves propietats físiques i químiques úniques, la metilcel·lulosa s'ha utilitzat àmpliament en moltes indústries.

3.1 Indústria alimentària
La metilcel·lulosa és un additiu alimentari comú utilitzat en una varietat de processament d'aliments, principalment com a espessidor, emulsionant i estabilitzador. Atès que la metilcel·lulosa pot gelificar quan s'escalfa i restaurar la fluïdesa després del refredament, sovint s'utilitza en aliments congelats, productes de forn i sopes. A més, la naturalesa baixa en calories de la metilcel·lulosa la converteix en un ingredient important en algunes fórmules alimentàries baixes en calories.

3.2 Indústries farmacèutiques i mèdiques
La metilcel·lulosa s'utilitza àmpliament a la indústria farmacèutica, especialment en la producció de pastilles, com a excipient i aglutinant. A causa de la seva bona capacitat d'ajust de la viscositat, pot millorar eficaçment la resistència mecànica i les propietats de desintegració de les pastilles. A més, la metilcel·lulosa també s'utilitza com a component de llàgrima artificial en oftalmologia per tractar els ulls secs.

3.3 Indústria de la construcció i dels materials
Entre els materials de construcció, la metilcel·lulosa s'utilitza àmpliament en ciment, guix, recobriments i adhesius com a espessidor, retenedor d'aigua i formador de pel·lícules. A causa de la seva bona retenció d'aigua, la metilcel·lulosa pot millorar la fluïdesa i l'operabilitat dels materials de construcció i evitar la generació d'esquerdes i buits.

3.4 Indústria cosmètica
La metilcel·lulosa també s'utilitza habitualment a la indústria cosmètica com a espessidor i estabilitzador per ajudar a formar emulsions i gels de llarga durada. Pot millorar la sensació del producte i millorar l'efecte hidratant. És hipoalergènic i suau, i és adequat per a pells sensibles.

4. Comparació de la metilcel·lulosa amb altres èters de cel·lulosa
Els èters de cel·lulosa són una gran família. A més de la metilcel·lulosa, també hi ha etilcel·lulosa (EC), hidroxipropilmetilcel·lulosa (HPMC), hidroxietilcel·lulosa (HEC) i altres tipus. La seva principal diferència rau en el tipus i grau de substitució dels substituents a la molècula de cel·lulosa, que determina la seva solubilitat, viscositat i àrees d'aplicació.

Metilcel·lulosa vs Hidroxipropil Metilcel·lulosa (HPMC): HPMC és una versió millorada de la metilcel·lulosa. A més del substituent metil, també s'introdueix hidroxipropil, que fa que la solubilitat de l'HPMC sigui més diversa. HPMC es pot dissoldre en un rang de temperatures més ampli i la seva temperatura de gelificació tèrmica és superior a la de la metilcel·lulosa. Per tant, en els materials de construcció i les indústries farmacèutiques, HPMC té una gamma més àmplia d'aplicacions.
Metilcel·lulosa vs etilcel·lulosa (EC): l'etilcel·lulosa és insoluble en aigua, però soluble en dissolvents orgànics. Sovint s'utilitza en materials de membrana d'alliberament sostingut per a recobriments i fàrmacs. La metil cel·lulosa és soluble en aigua freda i s'utilitza principalment com a espessidor i agent de retenció d'aigua. Les seves àrees d'aplicació són diferents de les de l'etilcel·lulosa.

5. Tendència de desenvolupament dels èters de cel·lulosa
Amb la creixent demanda de materials sostenibles i productes químics verds, els compostos d'èter de cel·lulosa, inclosa la metilcel·lulosa, s'estan convertint gradualment en un component important dels materials respectuosos amb el medi ambient. Es deriva de fibres vegetals naturals, és renovable i es pot degradar de manera natural al medi ambient. En el futur, les àrees d'aplicació dels èters de cel·lulosa es podrien ampliar encara més, com ara les noves energies, els edificis ecològics i la biomedicina.

Com a tipus d'èter de cel·lulosa, la metilcel·lulosa s'utilitza àmpliament en moltes indústries a causa de les seves propietats físiques i químiques úniques. No només té una bona solubilitat, no toxicitat i una bona capacitat d'ajust de la viscositat, sinó que també té un paper important en aliments, medicina, construcció i cosmètics. En el futur, amb la creixent demanda de materials respectuosos amb el medi ambient, les perspectives d'aplicació de la metilcel·lulosa seran més àmplies.