A metilcelulosa (MC) é un tipo de éter de celulosa. Os compostos de éter de celulosa son derivados obtidos por modificación química da celulosa natural, e a metilcelulosa é un importante derivado de celulosa formado pola metilación (substitución por metilo) da parte hidroxilo da celulosa. Polo tanto, a metilcelulosa non é só un derivado da celulosa, senón tamén un éter de celulosa típico.
1. Preparación da metilcelulosa
A metilcelulosa prepárase facendo reaccionar a celulosa cun axente de metilación (como cloruro de metilo ou sulfato de dimetilo) en condicións alcalinas para metilar a parte hidroxilo da celulosa. Esta reacción ocorre principalmente nos grupos hidroxilo nas posicións C2, C3 e C6 da celulosa para formar metilcelulosa con diferentes graos de substitución. O proceso de reacción é o seguinte:
A celulosa (un polisacárido composto por unidades de glicosa) actívase primeiro en condicións alcalinas;
Despois introdúcese un axente de metilación para someterse a unha reacción de eterificación para obter metilcelulosa.
Este método pode producir produtos de metilcelulosa con diferentes viscosidades e propiedades de solubilidade regulando as condicións de reacción e o grao de metilación.
2. Propiedades da metilcelulosa
A metilcelulosa ten as seguintes propiedades principais:
Solubilidade: a diferenza da celulosa natural, a metilcelulosa pódese disolver en auga fría pero non en auga quente. Isto débese a que a introdución de substituíntes de metilo destrúe os enlaces de hidróxeno entre as moléculas de celulosa, reducindo así a súa cristalinidade. A metilcelulosa forma unha disolución transparente en auga e presenta características de xelación a altas temperaturas, é dicir, a solución engrosa cando se quenta e recupera fluidez despois do arrefriamento.
Non toxicidade: a metilcelulosa non é tóxica e non é absorbida polo sistema dixestivo humano. Polo tanto, úsase a miúdo en aditivos alimentarios e farmacéuticos como espesante, emulsionante e estabilizador.
Regulación da viscosidade: a metilcelulosa ten boas propiedades de regulación da viscosidade e a súa viscosidade da solución está relacionada coa concentración da solución e o peso molecular. Controlando o grao de substitución na reacción de eterificación, pódense obter produtos de metilcelulosa con diferentes intervalos de viscosidade.
3. Usos da metilcelulosa
Debido ás súas propiedades físicas e químicas únicas, a metilcelulosa foi amplamente utilizada en moitas industrias.
3.1 Industria alimentaria
A metilcelulosa é un aditivo alimentario común usado nunha variedade de procesamento de alimentos, principalmente como espesante, emulsionante e estabilizador. Dado que a metilcelulosa pode xelificarse cando se quenta e restaurar a fluidez despois do arrefriamento, úsase a miúdo en alimentos conxelados, produtos horneados e sopas. Ademais, a natureza baixa en calorías da metilcelulosa fai que sexa un ingrediente importante nalgunhas fórmulas alimentarias baixas en calorías.
3.2 Industrias farmacéuticas e médicas
A metilcelulosa úsase amplamente na industria farmacéutica, especialmente na produción de comprimidos, como excipiente e aglutinante. Debido á súa boa capacidade de axuste da viscosidade, pode mellorar eficazmente a resistencia mecánica e as propiedades de desintegración dos comprimidos. Ademais, a metilcelulosa tamén se usa como compoñente lágrima artificial en oftalmoloxía para tratar os ollos secos.
3.3 Industria da construción e dos materiais
Entre os materiais de construción, a metilcelulosa úsase amplamente en cemento, xeso, revestimentos e adhesivos como espesante, retenedor de auga e formador de película. Debido á súa boa retención de auga, a metilcelulosa pode mellorar a fluidez e operatividade dos materiais de construción e evitar a xeración de fendas e baleiros.
3.4 Industria cosmética
A metilcelulosa tamén se usa habitualmente na industria cosmética como espesante e estabilizador para axudar a formar emulsións e xeles de longa duración. Pode mellorar a sensación do produto e mellorar o efecto hidratante. É hipoalergénico e suave, e é apto para peles sensibles.
4. Comparación da metilcelulosa con outros éteres de celulosa
Os éteres de celulosa son unha gran familia. Ademais da metilcelulosa, tamén hai etilcelulosa (EC), hidroxipropilmetilcelulosa (HPMC), hidroxietilcelulosa (HEC) e outros tipos. A súa principal diferenza radica no tipo e grao de substitución dos substituíntes na molécula de celulosa, o que determina a súa solubilidade, viscosidade e áreas de aplicación.
Metilcelulosa vs Hidroxipropil Metilcelulosa (HPMC): HPMC é unha versión mellorada da metilcelulosa. Ademais do substituyente metilo, tamén se introduce hidroxipropilo, o que fai que a solubilidade do HPMC sexa máis diversa. A HPMC pódese disolver nun intervalo de temperaturas máis amplo e a súa temperatura de xelación térmica é superior á da metilcelulosa. Polo tanto, nos materiais de construción e industrias farmacéuticas, HPMC ten unha gama máis ampla de aplicacións.
Metilcelulosa vs etilcelulosa (EC): a etilcelulosa é insoluble en auga, pero soluble en disolventes orgánicos. A miúdo úsase en materiais de membrana de liberación sostida para revestimentos e fármacos. A metil celulosa é soluble en auga fría e úsase principalmente como espesante e axente de retención de auga. As súas áreas de aplicación son diferentes ás da etilcelulosa.
5. Tendencia de desenvolvemento dos éteres de celulosa
Coa crecente demanda de materiais sostibles e produtos químicos verdes, os compostos de éter de celulosa, incluíndo a metilcelulosa, están a converterse gradualmente nun compoñente importante dos materiais respectuosos co medio ambiente. Derívase de fibras vexetais naturais, é renovable e pódese degradar naturalmente no medio ambiente. No futuro, as áreas de aplicación dos éteres de celulosa poden ampliarse aínda máis, como en novas enerxías, edificios verdes e biomedicina.
Como un tipo de éter de celulosa, a metil celulosa é amplamente utilizada en moitas industrias debido ás súas propiedades físicas e químicas únicas. Non só ten unha boa solubilidade, non toxicidade e unha boa capacidade de axuste da viscosidade, senón que tamén ten un papel importante en alimentos, medicina, construción e cosméticos. No futuro, coa crecente demanda de materiais respectuosos co medio ambiente, as perspectivas de aplicación da metilcelulosa serán máis amplas.
Hora de publicación: 23-Oct-2024