Metüültselluloos (MC) on teatud tüüpi tsellulooseeter. Tselluloosi eetriühendid on derivaadid, mis on saadud loodusliku tselluloosi keemilisel modifitseerimisel ja metüültselluloos on oluline tselluloosi derivaat, mis moodustub tselluloosi hüdroksüülosa metüülimisel (metüülasendusel). Seetõttu ei ole metüültselluloos mitte ainult tselluloosi derivaat, vaid ka tüüpiline tsellulooseeter.
1. Metüültselluloosi valmistamine
Metüültselluloos valmistatakse tselluloosi reageerimisel metüleeriva ainega (nagu metüülkloriid või dimetüülsulfaat) leeliselistes tingimustes, et metüülida tselluloosi hüdroksüülosa. See reaktsioon toimub peamiselt hüdroksüülrühmadel tselluloosi positsioonides C2, C3 ja C6, moodustades erineva asendusastmega metüültselluloosi. Reaktsiooniprotsess on järgmine:
Tselluloos (glükoosiühikutest koosnev polüsahhariid) aktiveeritakse esmalt leeliselistes tingimustes;
Seejärel sisestatakse metüüliv aine, mis läbib eeterdamisreaktsiooni metüültselluloosi saamiseks.
Selle meetodi abil saab reaktsioonitingimusi ja metüülimise astet reguleerides toota erineva viskoossuse ja lahustuvusomadustega metüültselluloosi tooteid.
2. Metüültselluloosi omadused
Metüültselluloosil on järgmised peamised omadused:
Lahustuvus: Erinevalt looduslikust tselluloosist saab metüültselluloosi lahustada külmas vees, kuid mitte kuumas vees. Selle põhjuseks on asjaolu, et metüülasendajate sisseviimine hävitab vesiniksidemeid tselluloosi molekulide vahel, vähendades seeläbi selle kristallilisust. Metüültselluloos moodustab vees läbipaistva lahuse ja sellel on kõrgel temperatuuril geelistumisomadused, st lahus pakseneb kuumutamisel ja pärast jahutamist taastab voolavuse.
Mittetoksilisus: Metüültselluloos on mittetoksiline ega imendu inimese seedesüsteemi. Seetõttu kasutatakse seda sageli toidu- ja farmaatsialisandites paksendaja, emulgaatorina ja stabilisaatorina.
Viskoossuse reguleerimine: Metüültselluloosil on head viskoossust reguleerivad omadused ning selle lahuse viskoossus on seotud lahuse kontsentratsiooni ja molekulmassiga. Reguleerides asendusastet eeterdamisreaktsioonis, on võimalik saada erineva viskoossusvahemikuga metüültselluloosi tooteid.
3. Metüültselluloosi kasutusalad
Tänu ainulaadsetele füüsikalistele ja keemilistele omadustele on metüültselluloosi laialdaselt kasutatud paljudes tööstusharudes.
3.1 Toiduainetööstus
Metüültselluloos on tavaline toidulisand, mida kasutatakse mitmesugustes toiduainete töötlemises, peamiselt paksendaja, emulgaatorina ja stabilisaatorina. Kuna metüültselluloos võib kuumutamisel tarretada ja pärast jahutamist taastada voolavuse, kasutatakse seda sageli külmutatud toitudes, küpsetistes ja suppides. Lisaks muudab metüültselluloosi madala kalorsusega iseloom selle oluliseks koostisosaks mõnes madala kalorsusega toidusegudes.
3.2 Farmaatsia- ja meditsiinitööstus
Metüültselluloosi kasutatakse laialdaselt farmaatsiatööstuses, eriti tablettide tootmisel, abi- ja sideainena. Tänu heale viskoossuse reguleerimisvõimele võib see tõhusalt parandada tablettide mehaanilist tugevust ja lagunemisomadusi. Lisaks kasutatakse metüültselluloosi ka kunstpisara komponendina oftalmoloogias kuivade silmade raviks.
3.3 Ehitus- ja materjalitööstus
Ehitusmaterjalidest kasutatakse metüültselluloosi laialdaselt tsemendis, kipsis, kattekihtides ja liimainetes paksendajana, vee kinnihoidjana ja kilemoodustajana. Hea veepidavuse tõttu võib metüültselluloos parandada ehitusmaterjalide voolavust ja töövõimet ning vältida pragude ja tühimike teket.
3.4 Kosmeetikatööstus
Metüültselluloosi kasutatakse sageli ka kosmeetikatööstuses paksendaja ja stabilisaatorina, mis aitab moodustada kauapüsivaid emulsioone ja geele. See võib parandada toote tunnet ja suurendada niisutavat toimet. See on hüpoallergeenne ja kerge ning sobib tundlikule nahale.
4. Metüültselluloosi võrdlus teiste tselluloosi eetritega
Tselluloosi eetrid on suur perekond. Lisaks metüültselluloosile on olemas ka etüültselluloos (EC), hüdroksüpropüülmetüültselluloos (HPMC), hüdroksüetüültselluloos (HEC) ja muud liigid. Nende peamine erinevus seisneb tselluloosi molekuli asendajate tüübis ja asendusastmes, mis määrab nende lahustuvuse, viskoossuse ja kasutusalad.
Metüültselluloos vs hüdroksüpropüülmetüültselluloos (HPMC): HPMC on metüültselluloosi täiustatud versioon. Lisaks metüülasendajale võetakse kasutusele ka hüdroksüpropüül, mis muudab HPMC lahustuvuse mitmekesisemaks. HPMC-d saab lahustada laiemas temperatuurivahemikus ja selle termilise geelistumise temperatuur on kõrgem kui metüültselluloosil. Seetõttu on HPMC-l laiem kasutusvaldkond ehitusmaterjalide ja farmaatsiatööstuses.
Metüültselluloos vs etüültselluloos (EC): Etüültselluloos on vees lahustumatu, kuid lahustub orgaanilistes lahustites. Seda kasutatakse sageli katete ja ravimite toimeainet prolongeeritult vabastavates membraanimaterjalides. Metüültselluloos lahustub külmas vees ning seda kasutatakse peamiselt paksendaja ja vett kinnihoidva ainena. Selle kasutusalad erinevad etüültselluloosi kasutusaladest.
5. Tselluloosi eetrite arengusuund
Kuna nõudlus jätkusuutlike materjalide ja roheliste kemikaalide järele kasvab, on tsellulooseetri ühendid, sealhulgas metüültselluloos, järk-järgult muutumas keskkonnasõbralike materjalide oluliseks komponendiks. See on saadud looduslikest taimsetest kiududest, on taastuv ja võib keskkonnas looduslikult laguneda. Tulevikus võidakse tsellulooseetrite kasutusalasid veelgi laiendada, näiteks uues energeetikas, rohelistes hoonetes ja biomeditsiinis.
Tsellulooseetri tüübina kasutatakse metüültselluloosi selle ainulaadsete füüsikaliste ja keemiliste omaduste tõttu laialdaselt paljudes tööstusharudes. Sellel pole mitte ainult hea lahustuvus, mittetoksilisus ja hea viskoossuse reguleerimise võime, vaid see mängib olulist rolli ka toidus, meditsiinis, ehituses ja kosmeetikas. Tulevikus, kasvava nõudluse tõttu keskkonnasõbralike materjalide järele, on metüültselluloosi kasutusvõimalused laiemad.
Postitusaeg: 23.10.2024