Метилцелулоза (МЦ) је врста целулозног етра. Једињења целулозних етара су деривати добијени хемијском модификацијом природне целулозе, а метилцелулоза је важан дериват целулозе који настаје метилацијом (метил супституцијом) хидроксилног дела целулозе. Стога, метилцелулоза није само дериват целулозе, већ и типичан целулозни етар.
1. Припрема метилцелулозе
Метилцелулоза се припрема реакцијом целулозе са метилирајућим средством (као што је метил хлорид или диметил сулфат) под алкалним условима да би се метиловао хидроксилни део целулозе. Ова реакција се углавном одвија на хидроксилним групама на C2, C3 и C6 позицијама целулозе да би се формирала метилцелулоза са различитим степенима супституције. Процес реакције је следећи:
Целулоза (полисахарид састављен од јединица глукозе) се прво активира под алкалним условима;
Затим се уводи метилирајући агенс који подлеже реакцији етерификације да би се добила метилцелулоза.
Ова метода може произвести метилцелулозне производе са различитим вискозитетима и својствима растворљивости регулисањем реакционих услова и степена метилације.
2. Особине метилцелулозе
Метилцелулоза има следећа главна својства:
Растворљивост: За разлику од природне целулозе, метилцелулоза се може растворити у хладној води, али не и у врућој води. То је зато што увођење метил супституената уништава водоничне везе између молекула целулозе, чиме се смањује њена кристалност. Метилцелулоза формира провидни раствор у води и показује карактеристике желатинирања на високим температурама, односно раствор се згушњава када се загрева и враћа флуидност након хлађења.
Нетоксичност: Метилцелулоза је нетоксична и не апсорбује је људски дигестивни систем. Због тога се често користи у прехрамбеним и фармацеутским адитивима као згушњивач, емулгатор и стабилизатор.
Регулација вискозности: Метилцелулоза има добра својства регулације вискозности, а вискозност њеног раствора је повезана са концентрацијом раствора и молекулском тежином. Контролисањем степена супституције у реакцији етерификације, могу се добити производи метилцелулозе са различитим опсезима вискозности.
3. Употреба метилцелулозе
Због својих јединствених физичких и хемијских својстава, метилцелулоза се широко користи у многим индустријама.
3.1 Прехрамбена индустрија
Метилцелулоза је уобичајени адитив за храну који се користи у разним прерађивачима хране, углавном као згушњивач, емулгатор и стабилизатор. Пошто метилцелулоза може да желира када се загреје и да врати флуидност након хлађења, често се користи у замрзнутој храни, пецивима и супама. Поред тога, нискокалорична природа метилцелулозе чини је важним састојком у неким нискокалоричним формулама хране.
3.2 Фармацеутска и медицинска индустрија
Метилцелулоза се широко користи у фармацеутској индустрији, посебно у производњи таблета, као помоћно средство и везиво. Због своје добре способности подешавања вискозности, може ефикасно побољшати механичку чврстоћу и својства распадања таблета. Поред тога, метилцелулоза се такође користи као компонента вештачких суза у офталмологији за лечење сувих очију.
3.3 Грађевинска и материјална индустрија
Међу грађевинским материјалима, метилцелулоза се широко користи у цементу, гипсу, премазима и лепковима као згушњивач, задржавач воде и средство за стварање филма. Због доброг задржавања воде, метилцелулоза може побољшати флуидност и употребљивост грађевинских материјала и спречити стварање пукотина и шупљина.
3.4 Козметичка индустрија
Метилцелулоза се такође често користи у козметичкој индустрији као згушњивач и стабилизатор који помаже у формирању дуготрајних емулзија и гелова. Може побољшати осећај производа и појачати хидратантни ефекат. Хипоалергенска је и блага, и погодна је за осетљиву кожу.
4. Поређење метилцелулозе са другим целулозним етрима
Целулозни етри су велика породица. Поред метилцелулозе, постоје и етилцелулоза (EC), хидроксипропил метилцелулоза (HPMC), хидроксиетилцелулоза (HEC) и друге врсте. Њихова главна разлика лежи у врсти и степену супституције супституената на молекулу целулозе, што одређује њихову растворљивост, вискозност и области примене.
Метилцелулоза у односу на хидроксипропил метилцелулозу (HPMC): HPMC је побољшана верзија метилцелулозе. Поред метил супституента, уведен је и хидроксипропил, што чини растворљивост HPMC разноврснијом. HPMC се може растворити у ширем температурном опсегу, а његова температура термичке желатинизације је виша од температуре метилцелулозе. Стога, у индустрији грађевинског материјала и фармацеутској индустрији, HPMC има шири спектар примене.
Метилцелулоза у односу на етил целулозу (EC): Етил целулоза је нерастворљива у води, али је растворљива у органским растварачима. Често се користи у мембранским материјалима са продуженим ослобађањем за премазе и лекове. Метил целулоза је растворљива у хладној води и углавном се користи као згушњивач и средство за задржавање воде. Њене области примене се разликују од области примене етил целулозе.
5. Тренд развоја целулозних етара
Са све већом потражњом за одрживим материјалима и зеленим хемикалијама, једињења целулозних етара, укључујући метил целулозу, постепено постају важна компонента еколошки прихватљивих материјала. Добија се из природних биљних влакана, обновљива је и може се природно разградити у животној средини. У будућности, области примене целулозних етара могу се додатно проширити, као што је нова енергија, зелене зграде и биомедицина.
Као врста целулозног етра, метил целулоза се широко користи у многим индустријама због својих јединствених физичких и хемијских својстава. Не само да има добру растворљивост, нетоксичност и добру способност подешавања вискозности, већ игра и важну улогу у храни, медицини, грађевинарству и козметици. У будућности, са све већом потражњом за еколошки прихватљивим материјалима, могућности примене метил целулозе биће шире.
Време објаве: 23. октобар 2024.