Metilceluloza (MC) este un tip de eter de celuloză. Compușii eterici de celuloză sunt derivați obținuți prin modificarea chimică a celulozei naturale, iar metilceluloza este un derivat important de celuloză format prin metilarea (substituția metil) a părții hidroxil a celulozei. Prin urmare, metilceluloza nu este doar un derivat de celuloză, ci și un eter de celuloză tipic.
1. Prepararea metilcelulozei
Metilceluloza este preparată prin reacția celulozei cu un agent de metilare (cum ar fi clorură de metil sau sulfat de dimetil) în condiții alcaline pentru a metila partea hidroxil a celulozei. Această reacție are loc în principal pe grupările hidroxil din pozițiile C2, C3 și C6 ale celulozei pentru a forma metilceluloză cu diferite grade de substituție. Procesul de reacție este după cum urmează:
Celuloza (un polizaharid compus din unități de glucoză) este mai întâi activată în condiții alcaline;
Apoi se introduce un agent de metilare pentru a suferi o reacție de eterificare pentru a obține metilceluloză.
Această metodă poate produce produse de metilceluloză cu diferite vâscozități și proprietăți de solubilitate prin reglarea condițiilor de reacție și a gradului de metilare.
2. Proprietăţile metilcelulozei
Metilceluloza are următoarele proprietăți principale:
Solubilitate: Spre deosebire de celuloza naturală, metilceluloza poate fi dizolvată în apă rece, dar nu în apă fierbinte. Acest lucru se datorează faptului că introducerea substituenților metil distruge legăturile de hidrogen dintre moleculele de celuloză, reducând astfel cristalinitatea acesteia. Metilceluloza formează o soluție transparentă în apă și prezintă caracteristici de gelificare la temperaturi ridicate, adică soluția se îngroașă atunci când este încălzită și își recapătă fluiditatea după răcire.
Non-toxicitate: metilceluloza este netoxică și nu este absorbită de sistemul digestiv uman. Prin urmare, este adesea folosit în aditivii alimentari și farmaceutici ca agent de îngroșare, emulgator și stabilizator.
Reglarea vâscozității: metilceluloza are proprietăți bune de reglare a vâscozității, iar vâscozitatea soluției sale este legată de concentrația soluției și greutatea moleculară. Prin controlul gradului de substituție în reacția de eterificare, se pot obține produse de metilceluloză cu diferite intervale de vâscozitate.
3. Utilizări ale metilcelulozei
Datorită proprietăților sale fizice și chimice unice, metilceluloza a fost utilizată pe scară largă în multe industrii.
3.1 Industria alimentară
Metilceluloza este un aditiv alimentar comun utilizat într-o varietate de procesare a alimentelor, în principal ca agent de îngroșare, emulgator și stabilizator. Deoarece metilceluloza se poate gelifica atunci când este încălzită și poate restabili fluiditatea după răcire, este adesea folosită în alimente congelate, produse de patiserie și supe. În plus, natura cu conținut scăzut de calorii a metilcelulozei o face un ingredient important în unele formule alimentare cu conținut scăzut de calorii.
3.2 Industriile farmaceutice și medicale
Metilceluloza este utilizată pe scară largă în industria farmaceutică, în special în producția de tablete, ca excipient și liant. Datorită capacității sale bune de ajustare a vâscozității, poate îmbunătăți în mod eficient rezistența mecanică și proprietățile de dezintegrare ale tabletelor. În plus, metilceluloza este folosită și ca componentă a lacrimilor artificiale în oftalmologie pentru tratarea ochilor uscați.
3.3 Industria construcțiilor și a materialelor
Dintre materialele de construcție, metilceluloza este utilizată pe scară largă în ciment, gips, acoperiri și adezivi ca agent de îngroșare, reținător de apă și formator de peliculă. Datorită reținerii bune a apei, metilceluloza poate îmbunătăți fluiditatea și operabilitatea materialelor de construcție și poate evita generarea de fisuri și goluri.
3.4 Industria cosmetică
Metilceluloza este, de asemenea, folosită în mod obișnuit în industria cosmetică ca agent de îngroșare și stabilizator pentru a ajuta la formarea de emulsii și geluri de lungă durată. Poate îmbunătăți senzația produsului și poate îmbunătăți efectul de hidratare. Este hipoalergenic și ușor și este potrivit pentru pielea sensibilă.
4. Comparația metilcelulozei cu alți eteri de celuloză
Eteri de celuloză sunt o familie mare. Pe lângă metilceluloză, există și etil celuloză (EC), hidroxipropil metilceluloză (HPMC), hidroxietil celuloză (HEC) și alte tipuri. Principala lor diferență constă în tipul și gradul de substituție a substituenților pe molecula de celuloză, ceea ce determină solubilitatea, vâscozitatea și zonele de aplicare a acestora.
Metilceluloză vs hidroxipropil metilceluloză (HPMC): HPMC este o versiune îmbunătățită a metilcelulozei. În plus față de substituentul metil, este introdus și hidroxipropil, ceea ce face solubilitatea HPMC mai diversă. HPMC poate fi dizolvat într-un interval mai larg de temperatură, iar temperatura sa de gelificare termică este mai mare decât cea a metilcelulozei. Prin urmare, în industria materialelor de construcție și în industria farmaceutică, HPMC are o gamă mai largă de aplicații.
Metilceluloză vs etilceluloză (EC): etilceluloza este insolubilă în apă, dar solubilă în solvenți organici. Este adesea folosit în materiale membranare cu eliberare susținută pentru acoperiri și medicamente. Metilceluloza este solubilă în apă rece și este folosită în principal ca agent de îngroșare și de reținere a apei. Domeniile sale de aplicare sunt diferite de cele ale etilcelulozei.
5. Tendința de dezvoltare a eterilor de celuloză
Odată cu creșterea cererii de materiale durabile și substanțe chimice verzi, compușii eterici de celuloză, inclusiv metil celuloza, devin treptat o componentă importantă a materialelor ecologice. Este derivat din fibre naturale vegetale, este regenerabil și poate fi degradat în mod natural în mediu. În viitor, domeniile de aplicare ale eterului de celuloză pot fi extinse în continuare, cum ar fi energia nouă, clădirile verzi și biomedicina.
Ca tip de eter de celuloză, metil celuloza este utilizată pe scară largă în multe industrii datorită proprietăților sale fizice și chimice unice. Nu numai că are o solubilitate bună, non-toxicitate și o bună capacitate de ajustare a vâscozității, dar joacă și un rol important în alimente, medicină, construcții și cosmetice. În viitor, odată cu creșterea cererii de materiale ecologice, perspectivele de aplicare a metilcelulozei vor fi mai largi.
Ora postării: Oct-23-2024