Метилцелулозата (МЦ) е вид на целулозен етер. Целулозните етерни соединенија се деривати добиени со хемиска модификација на природна целулоза, а метилцелулозата е важен целулозен дериват формиран со метилирање (метил супституција) на хидроксилниот дел од целулозата. Затоа, метилцелулозата не е само дериват на целулоза, туку и типичен целулозен етер.
1. Подготовка на метилцелулоза
Метилцелулозата се подготвува со реакција на целулоза со средство за метилирање (како што се метил хлорид или диметил сулфат) под алкални услови за да се метилира хидроксилниот дел од целулозата. Оваа реакција главно се одвива на хидроксилните групи на позициите C2, C3 и C6 на целулозата за да се формира метилцелулоза со различни степени на супституција. Процесот на реакција е како што следува:
Целулозата (полисахарид составен од гликозни единици) прво се активира под алкални услови;
Потоа се воведува метилирачки агенс за да се подложи на реакција на етерификација за да се добие метилцелулоза.
Овој метод може да произведе производи од метилцелулоза со различен вискозитет и својства на растворливост со регулирање на условите на реакција и степенот на метилација.
2. Својства на метилцелулоза
Метилцелулозата ги има следниве главни својства:
Растворливост: За разлика од природната целулоза, метилцелулозата може да се раствори во ладна вода, но не и во топла вода. Ова е затоа што воведувањето на метил супституенти ги уништува водородните врски помеѓу молекулите на целулозата, со што се намалува нејзината кристаличност. Метилцелулозата формира транспарентен раствор во вода и покажува карактеристики на желатинизација на високи температури, односно растворот се згуснува кога се загрева и ја враќа флуидноста по ладењето.
Нетоксичност: Метилцелулозата не е токсична и не се апсорбира од човечкиот дигестивен систем. Затоа, често се користи во прехранбени и фармацевтски адитиви како згуснувач, емулгатор и стабилизатор.
Регулација на вискозитетот: Метилцелулозата има добри својства за регулирање на вискозитетот, а вискозитетот на растворот е поврзан со концентрацијата на растворот и молекуларната тежина. Со контролирање на степенот на супституција во реакцијата на етерификација, може да се добијат производи на метилцелулоза со различни опсези на вискозитет.
3. Употреба на метилцелулоза
Поради своите уникатни физички и хемиски својства, метилцелулозата е широко користена во многу индустрии.
3.1 Прехранбена индустрија
Метилцелулозата е вообичаен додаток во исхраната што се користи во различни преработки на храна, главно како згуснувач, емулгатор и стабилизатор. Бидејќи метилцелулозата може да се претвори во желатин кога се загрева и да ја врати флуидноста по ладењето, често се користи во замрзната храна, печива и супи. Покрај тоа, нискокалорична природа на метилцелулозата ја прави важна состојка во некои нискокалорични формули за храна.
3.2 Фармацевтска и медицинска индустрија
Метилцелулозата е широко користена во фармацевтската индустрија, особено во производството на таблети, како ексципиенс и врзивно средство. Поради својата добра способност за прилагодување на вискозитетот, може ефикасно да ја подобри механичката цврстина и својствата на распаѓање на таблетите. Покрај тоа, метилцелулозата се користи и како компонента на вештачки солзи во офталмологијата за лекување на суви очи.
3.3 Градежна и материјална индустрија
Меѓу градежните материјали, метилцелулозата е широко користена во цемент, гипс, премази и лепила како згуснувач, средство за задржување на вода и средство за формирање филм. Поради доброто задржување на водата, метилцелулозата може да ја подобри флуидноста и функционалноста на градежните материјали и да спречи создавање пукнатини и празнини.
3.4 Козметичка индустрија
Метилцелулозата е исто така често користена во козметичката индустрија како згуснувач и стабилизатор за да помогне во формирањето на долготрајни емулзии и гелови. Може да го подобри чувството на производот и да го зголеми хидратантниот ефект. Таа е хипоалергична и блага, и е погодна за чувствителна кожа.
4. Споредба на метилцелулоза со други целулозни етери
Целулозните етери се големо семејство. Покрај метилцелулозата, постојат и етилцелулоза (EC), хидроксипропил метилцелулоза (HPMC), хидроксиетилцелулоза (HEC) и други видови. Нивната главна разлика лежи во видот и степенот на супституција на супституентите на молекулата на целулоза, што ја одредува нивната растворливост, вискозитет и области на примена.
Метилцелулоза наспроти хидроксипропил Метилцелулоза (HPMC): HPMC е подобрена верзија на метилцелулоза. Покрај метил супституентот, воведен е и хидроксипропил, што ја прави растворливоста на HPMC поразновидна. HPMC може да се раствори во поширок температурен опсег, а неговата температура на термичка желатинизација е повисока од онаа на метилцелулозата. Затоа, во градежните материјали и фармацевтската индустрија, HPMC има поширок опсег на примена.
Метилцелулоза наспроти етил целулоза (ЕЦ): Етил целулозата е нерастворлива во вода, но растворлива во органски растворувачи. Често се користи во мембрански материјали со продолжено ослободување за премази и лекови. Метил целулозата е растворлива во ладна вода и главно се користи како згуснувач и средство за задржување на вода. Нејзините области на примена се различни од оние на етил целулозата.
5. Тренд на развој на целулозни етери
Со зголемената побарувачка за одржливи материјали и зелени хемикалии, соединенијата на целулозни етери, вклучувајќи ја и метил целулозата, постепено стануваат важна компонента на еколошките материјали. Таа е добиена од природни растителни влакна, е обновлива и може природно да се разгради во животната средина. Во иднина, областите на примена на целулозните етери може дополнително да се прошират, како на пример во новата енергија, зелените згради и биомедицината.
Како вид на целулозен етер, метилцелулозата е широко користена во многу индустрии поради нејзините уникатни физички и хемиски својства. Не само што има добра растворливост, нетоксичност и добра способност за прилагодување на вискозитетот, туку игра важна улога и во храната, медицината, градежништвото и козметиката. Во иднина, со зголемената побарувачка за еколошки материјали, перспективите за примена на метилцелулозата ќе бидат пошироки.
Време на објавување: 23 октомври 2024 година