آیا متیل سلولز (MC) یک اتر سلولزی است؟

متیل سلولز (MC) نوعی اتر سلولزی است. ترکیبات اتر سلولزی مشتقاتی هستند که با اصلاح شیمیایی سلولز طبیعی به دست می آیند و متیل سلولز یک مشتق سلولزی مهم است که از متیل کردن (جایگزینی متیل) بخش هیدروکسیل سلولز تشکیل می شود. بنابراین، متیل سلولز نه تنها یک مشتق سلولز، بلکه یک اتر سلولزی معمولی است.

1. تهیه متیل سلولز
متیل سلولز از واکنش سلولز با یک عامل متیل کننده (مانند متیل کلرید یا دی متیل سولفات) در شرایط قلیایی برای متیله کردن قسمت هیدروکسیل سلولز تهیه می شود. این واکنش عمدتاً روی گروه‌های هیدروکسیل در موقعیت‌های C2، C3 و C6 سلولز برای تشکیل متیل سلولز با درجات مختلف جایگزینی رخ می‌دهد. فرآیند واکنش به شرح زیر است:

سلولز (پلی ساکارید متشکل از واحدهای گلوکز) ابتدا تحت شرایط قلیایی فعال می شود.
سپس یک عامل متیل کننده معرفی می شود تا تحت یک واکنش اتریفیکاسیون برای به دست آوردن متیل سلولز قرار گیرد.
این روش می تواند با تنظیم شرایط واکنش و درجه متیلاسیون محصولات متیل سلولزی با ویسکوزیته و خواص حلالیت متفاوت تولید کند.

2. خواص متیل سلولز
متیل سلولز دارای خواص اصلی زیر است:
حلالیت: بر خلاف سلولز طبیعی، متیل سلولز را می توان در آب سرد حل کرد اما در آب گرم نه. این به این دلیل است که معرفی جایگزین‌های متیل پیوندهای هیدروژنی بین مولکول‌های سلولز را از بین می‌برد و در نتیجه بلورینگی آن را کاهش می‌دهد. متیل سلولز یک محلول شفاف در آب تشکیل می دهد و ویژگی های ژل شدن را در دماهای بالا نشان می دهد، یعنی محلول هنگام گرم شدن غلیظ می شود و پس از سرد شدن سیالیت خود را به دست می آورد.
غیر سمی بودن: متیل سلولز غیر سمی است و توسط دستگاه گوارش انسان جذب نمی شود. بنابراین اغلب در مواد افزودنی غذایی و دارویی به عنوان غلیظ کننده، امولسیفایر و تثبیت کننده استفاده می شود.
تنظیم ویسکوزیته: متیل سلولز دارای خواص تنظیم ویسکوزیته خوبی است و ویسکوزیته محلول آن به غلظت محلول و وزن مولکولی مربوط می شود. با کنترل درجه جانشینی در واکنش اتریفیکاسیون، می توان محصولات متیل سلولز را با دامنه ویسکوزیته متفاوت به دست آورد.

3. موارد استفاده از متیل سلولز
متیل سلولز به دلیل خواص فیزیکی و شیمیایی منحصر به فرد خود به طور گسترده در بسیاری از صنایع مورد استفاده قرار گرفته است.

3.1 صنایع غذایی
متیل سلولز یک افزودنی رایج غذایی است که در انواع فرآوری مواد غذایی، عمدتاً به عنوان قوام دهنده، امولسیفایر و تثبیت کننده استفاده می شود. از آنجایی که متیل سلولز هنگام گرم شدن می تواند ژل شود و سیالیت را پس از سرد شدن بازیابی کند، اغلب در غذاهای منجمد، محصولات پخته شده و سوپ ها استفاده می شود. علاوه بر این، ماهیت کم کالری متیل سلولز آن را به یک عنصر مهم در برخی از فرمول های غذایی کم کالری تبدیل می کند.

3.2 صنایع دارویی و پزشکی
متیل سلولز به طور گسترده در صنعت داروسازی، به ویژه در تولید قرص، به عنوان یک ماده کمکی و اتصال دهنده استفاده می شود. با توجه به قابلیت تنظیم ویسکوزیته خوب، می تواند به طور موثری استحکام مکانیکی و خواص تجزیه شدن قرص ها را بهبود بخشد. علاوه بر این، متیل سلولز نیز به عنوان یک جزء اشک مصنوعی در چشم پزشکی برای درمان خشکی چشم استفاده می شود.

3.3 صنعت ساختمان و مصالح
در میان مصالح ساختمانی، متیل سلولز به طور گسترده در سیمان، گچ، پوشش ها و چسب ها به عنوان ضخیم کننده، نگهدارنده آب و تشکیل دهنده فیلم استفاده می شود. به دلیل حفظ آب خوب، متیل سلولز می تواند سیالیت و عملکرد مصالح ساختمانی را بهبود بخشد و از ایجاد ترک و حفره جلوگیری کند.

3.4 صنعت آرایشی و بهداشتی
متیل سلولز همچنین معمولاً در صنعت آرایشی و بهداشتی به عنوان قوام دهنده و تثبیت کننده برای کمک به تشکیل امولسیون ها و ژل های طولانی مدت استفاده می شود. این می تواند احساس محصول را بهبود بخشد و اثر مرطوب کنندگی را افزایش دهد. ضد حساسیت و ملایم است و برای پوست های حساس مناسب است.

4. مقایسه متیل سلولز با دیگر اترهای سلولزی
اترهای سلولزی یک خانواده بزرگ هستند. علاوه بر متیل سلولز، اتیل سلولز (EC)، هیدروکسی پروپیل متیل سلولز (HPMC)، هیدروکسی اتیل سلولز (HEC) و انواع دیگر نیز وجود دارد. تفاوت اصلی آنها در نوع و درجه جایگزینی جانشین ها بر روی مولکول سلولز است که حلالیت، ویسکوزیته و مناطق کاربرد آنها را تعیین می کند.

متیل سلولز در مقابل هیدروکسی پروپیل متیل سلولز (HPMC): HPMC نسخه بهبود یافته متیل سلولز است. علاوه بر جایگزین متیل، هیدروکسی پروپیل نیز معرفی شده است که حلالیت HPMC را متنوع تر می کند. HPMC را می توان در محدوده دمایی وسیع تری حل کرد و دمای ژل شدن حرارتی آن بالاتر از متیل سلولز است. بنابراین در صنایع مصالح ساختمانی و دارویی، HPMC کاربردهای وسیع تری دارد.
متیل سلولز در مقابل اتیل سلولز (EC): اتیل سلولز در آب نامحلول است، اما در حلال های آلی محلول است. اغلب در مواد غشایی با رهش پایدار برای پوشش ها و داروها استفاده می شود. متیل سلولز در آب سرد محلول است و عمدتاً به عنوان غلیظ کننده و نگهدارنده آب استفاده می شود. مناطق کاربرد آن با اتیل سلولز متفاوت است.

5. روند توسعه اترهای سلولزی
با افزایش تقاضا برای مواد پایدار و مواد شیمیایی سبز، ترکیبات اتر سلولز، از جمله متیل سلولز، به تدریج به یک جزء مهم از مواد سازگار با محیط زیست تبدیل می شوند. از الیاف گیاهی طبیعی مشتق شده است، تجدید پذیر است و می تواند به طور طبیعی در محیط تخریب شود. در آینده، زمینه های کاربرد اترهای سلولزی ممکن است بیشتر گسترش یابد، مانند انرژی های جدید، ساختمان های سبز و زیست پزشکی.

متیل سلولز به عنوان یک نوع اتر سلولز، به دلیل خواص فیزیکی و شیمیایی منحصر به فرد خود، به طور گسترده در بسیاری از صنایع استفاده می شود. این نه تنها دارای حلالیت خوب، غیر سمی بودن و قابلیت تنظیم ویسکوزیته خوب است، بلکه نقش مهمی در مواد غذایی، دارویی، ساختمانی و آرایشی دارد. در آینده، با افزایش تقاضا برای مواد سازگار با محیط زیست، چشم انداز کاربرد متیل سلولز گسترده تر خواهد شد.