Metüültselluloos (MC) on tsellulooseetri tüüp. Tselluloosi eetriühendid on loodusliku tselluloosi keemilise modifitseerimise teel saadud derivaadid ning metüültselluloos on oluline tselluloosi derivaat, mis moodustub tselluloosi hüdroksüülosa metüülimisel (metüülasendusel). Seega ei ole metüültselluloos mitte ainult tselluloosi derivaat, vaid ka tüüpiline tsellulooseeter.
1. Metüültselluloosi valmistamine
Metüültselluloosi valmistatakse tselluloosi reageerimisel metüleeriva ainega (näiteks metüülkloriidi või dimetüülsulfaadiga) aluselistes tingimustes, et metüülida tselluloosi hüdroksüülosa. See reaktsioon toimub peamiselt tselluloosi C2-, C3- ja C6-positsioonidel asuvate hüdroksüülrühmadega, moodustades erineva asendusastmega metüültselluloosi. Reaktsiooniprotsess on järgmine:
Tselluloos (glükoosiühikutest koosnev polüsahhariid) aktiveeritakse esmalt aluselistes tingimustes;
Seejärel lisatakse metüüliv aine, et läbi viia eeterdamisreaktsioon metüültselluloosi saamiseks.
See meetod võimaldab toota erineva viskoossuse ja lahustuvusomadustega metüültselluloosi tooteid, reguleerides reaktsioonitingimusi ja metüülimise astet.
2. Metüültselluloosi omadused
Metüültselluloosil on järgmised peamised omadused:
Lahustuvus: Erinevalt looduslikust tselluloosist lahustub metüültselluloos külmas vees, kuid mitte kuumas vees. Selle põhjuseks on asjaolu, et metüülasendajate lisamine hävitab tselluloosi molekulide vahelised vesiniksidemed, vähendades seeläbi selle kristallilisust. Metüültselluloos moodustab vees läbipaistva lahuse ja omab kõrgetel temperatuuridel geelistumisomadusi, st lahus pakseneb kuumutamisel ja taastab pärast jahutamist voolavuse.
Mittetoksilisus: Metüültselluloos on mittetoksiline ega imendu inimese seedesüsteemi. Seetõttu kasutatakse seda sageli toidu- ja farmaatsialisandites paksendaja, emulgaatori ja stabilisaatorina.
Viskoossuse reguleerimine: Metüültselluloosil on head viskoossuse reguleerimise omadused ning selle lahuse viskoossus on seotud lahuse kontsentratsiooni ja molekulmassiga. Eetrimisreaktsiooni asendusastme reguleerimisega saab saada erineva viskoossusvahemikuga metüültselluloosi tooteid.
3. Metüültselluloosi kasutusalad
Tänu oma ainulaadsetele füüsikalistele ja keemilistele omadustele on metüültselluloosi laialdaselt kasutatud paljudes tööstusharudes.
3.1 Toiduainetööstus
Metüültselluloos on tavaline toidulisand, mida kasutatakse erinevates toiduainete töötlemise protsessides, peamiselt paksendaja, emulgaatori ja stabilisaatorina. Kuna metüültselluloos võib kuumutamisel geelistuda ja pärast jahutamist voolavust taastada, kasutatakse seda sageli külmutatud toitudes, küpsetistes ja suppides. Lisaks muudab metüültselluloosi madala kalorsusega olemus selle oluliseks koostisosaks mõnedes madala kalorsusega toiduvalemites.
3.2 Farmaatsia- ja meditsiinitööstus
Metüültselluloosi kasutatakse laialdaselt farmaatsiatööstuses, eriti tablettide tootmisel, abiainena ja sideainena. Tänu oma heale viskoossuse reguleerimise võimele saab see tõhusalt parandada tablettide mehaanilist tugevust ja lagunemisomadusi. Lisaks kasutatakse metüültselluloosi ka tehispisarakomponendina oftalmoloogias kuiva silma raviks.
3.3 Ehitus- ja materjalitööstus
Ehitusmaterjalidest kasutatakse metüültselluloosi laialdaselt tsemendis, kipsis, katetes ja liimides paksendaja, veepeetusainena ja kilemoodustajana. Tänu oma heale veepeetusvõimele võib metüültselluloos parandada ehitusmaterjalide voolavust ja toimivust ning vältida pragude ja tühimike teket.
3.4 Kosmeetikatööstus
Metüültselluloosi kasutatakse kosmeetikatööstuses sageli ka paksendaja ja stabilisaatorina, mis aitab moodustada kauakestvaid emulsioone ja geele. See võib parandada toote tunnet ja suurendada niisutavat toimet. See on hüpoallergeenne ja õrn ning sobib tundlikule nahale.
4. Metüültselluloosi võrdlus teiste tsellulooseetritega
Tsellulooseetrid on suur perekond. Lisaks metüültselluloosile on olemas ka etüültselluloos (EC), hüdroksüpropüülmetüültselluloos (HPMC), hüdroksüetüültselluloos (HEC) ja muud tüübid. Nende peamine erinevus seisneb tselluloosimolekuli asendajate tüübis ja asendusastmes, mis määrab nende lahustuvuse, viskoossuse ja kasutusvaldkonna.
Metüültselluloos vs hüdroksüpropüülmetüültselluloos (HPMC): HPMC on metüültselluloosi täiustatud versioon. Lisaks metüülasendajale on lisatud ka hüdroksüpropüül, mis muudab HPMC lahustuvuse mitmekesisemaks. HPMC lahustub laiemas temperatuurivahemikus ja selle termiline geelistumistemperatuur on kõrgem kui metüültselluloosil. Seetõttu on HPMC-l ehitusmaterjalide ja farmaatsiatööstuses laiem kasutusala.
Metüültselluloos vs etüültselluloos (EC): Etüültselluloos ei lahustu vees, kuid lahustub orgaanilistes lahustites. Seda kasutatakse sageli katete ja ravimite toimeainet prolongeeritult vabastavates membraanimaterjalides. Metüültselluloos lahustub külmas vees ja seda kasutatakse peamiselt paksendaja ja vett säilitava ainena. Selle kasutusalad erinevad etüültselluloosi omadest.
5. Tsellulooseetrite arengusuund
Kasvava nõudlusega jätkusuutlike materjalide ja roheliste kemikaalide järele on tsellulooseetriühendid, sealhulgas metüültselluloos, järk-järgult muutumas keskkonnasõbralike materjalide oluliseks komponendiks. See on saadud looduslikest taimsetest kiududest, on taastuv ja keskkonnas looduslikult laguneb. Tulevikus võidakse tsellulooseetrite rakendusvaldkondi veelgi laiendada, näiteks uue energia, roheliste hoonete ja biomeditsiini valdkonnas.
Tsellulooseetri tüübina on metüültselluloos oma ainulaadsete füüsikaliste ja keemiliste omaduste tõttu laialdaselt kasutusel paljudes tööstusharudes. Lisaks heale lahustuvusele, mittetoksilisusele ja heale viskoossuse reguleerimisvõimele mängib see olulist rolli ka toidus, meditsiinis, ehituses ja kosmeetikas. Tulevikus, keskkonnasõbralike materjalide kasvava nõudluse tõttu, laienevad ka metüültselluloosi rakendusvõimalused.
Postituse aeg: 23. okt 2024