Метилцелулоза (МЦ) је врста целулозног етра. Етарска једињења целулозе су деривати добијени хемијском модификацијом природне целулозе, а метилцелулоза је важан дериват целулозе настао метиловањем (метил-супституцијом) хидроксилног дела целулозе. Дакле, метилцелулоза није само дериват целулозе, већ и типичан целулозни етар.
1. Припрема метилцелулозе
Метилцелулоза се припрема реакцијом целулозе са средством за метилирање (као што је метил хлорид или диметил сулфат) под алкалним условима да би се метиловао хидроксилни део целулозе. Ова реакција се углавном дешава на хидроксилним групама на Ц2, Ц3 и Ц6 позицијама целулозе да би се формирала метилцелулоза са различитим степеном супституције. Процес реакције је следећи:
Целулоза (полисахарид састављен од јединица глукозе) се прво активира у алкалним условима;
Затим се уводи средство за метилацију да би се подвргло реакцији етерификације да би се добила метилцелулоза.
Ова метода може да произведе производе метилцелулозе са различитим вискозитетима и својствима растворљивости регулацијом 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. То је зато што увођење метил супституената уништава водоничне везе између молекула целулозе, чиме се смањује њена кристалност. Метилцелулоза формира провидан раствор у води и испољава карактеристике гелирања на високим температурама, односно раствор се згушњава при загревању и враћа течност након хлађења.
Нетоксичност: Метилцелулоза је нетоксична и људски систем за варење је не апсорбује. Због тога се често користи у прехрамбеним и фармацеутским адитивима као згушњивач, емулгатор и стабилизатор.
Регулација вискозитета: Метилцелулоза има добра својства регулације вискозитета, а њен вискозитет раствора је повезан са концентрацијом раствора и молекулском тежином. Контролом степена супституције у реакцији етерификације могу се добити производи метилцелулозе са различитим опсегом вискозитета.
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 процесима прераде хране, углавном као згушњивач, емулгатор и стабилизатор. Пошто метилцелулоза може да желира када се загреје и поврати течност након хлађења, често се користи у замрзнутој храни, пекарским производима и супама. Поред тога, нискокалорична природа метилцелулозе чини је важним састојком неких нискокалоричних формула хране.
3.2 Фармацеутска и медицинска индустрија
Метилцелулоза се широко користи у фармацеутској индустрији, посебно у производњи таблета, као ексципијент и везиво. Због своје добре способности подешавања вискозитета, може ефикасно побољшати механичку чврстоћу и својства дезинтеграције таблета. Поред тога, метилцелулоза се такође користи као компонента вештачке сузе у офталмологији за лечење сувих очију.
3.3 Грађевинарство и индустрија материјала
Међу грађевинским материјалима, метилцелулоза се широко користи у цементу, гипсу, премазима и лепковима као згушњивач, задржавач воде и формирач филма. Због свог доброг задржавања воде, метилцелулоза може побољшати флуидност и оперативност грађевинских материјала и избећи стварање пукотина и шупљина.
3.4 Козметичка индустрија
Метилцелулоза се такође обично користи у козметичкој индустрији као згушњивач и стабилизатор који помаже у формирању дуготрајних емулзија и гелова. Може побољшати осећај производа и побољшати хидратантни ефекат. Хипоалерген је и благ, погодан је за осетљиву кожу.
4. Поређење метилцелулозе са другим целулозним етрима
Етри целулозе су велика породица. Поред метилцелулозе, постоје и етил целулоза (ЕЦ), хидроксипропил метилцелулоза (ХПМЦ), хидроксиетил целулоза (ХЕЦ) и друге врсте. Њихова главна разлика лежи у врсти и степену супституције супституената на молекулу целулозе, што одређује њихову растворљивост, вискозитет и области примене.
Метилцелулоза против хидроксипропил метилцелулозе (ХПМЦ): ХПМЦ је побољшана верзија метилцелулозе. Поред метил супституента, уводи се и хидроксипропил, што чини растворљивост ХПМЦ разноврснијом. ХПМЦ се може растворити у ширем температурном опсегу, а температура његовог термичког гелирања је виша од температуре метилцелулозе. Стога, у индустрији грађевинских материјала и фармацеутској индустрији, ХПМЦ има шири спектар примене.
Метилцелулоза против етил целулозе (ЕЦ): Етил целулоза је нерастворљива у води, али 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. Подручја његове примене се разликују од оних код етил целулозе.
5. Тренд развоја целулозних етра
Са све већом потражњом за одрживим материјалима и зеленим хемикалијама, једињења етра целулозе, укључујући метил целулозу, постепено постају важна компонента еколошки прихватљивих материјала. Добија се од природних биљних влакана, обновљив је и може се природно разградити у животној средини. У будућности, области примене целулозних етра могу се додатно проширити, као што су 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 вискозитета, већ такође игра важну улогу у храни, медицини, грађевинарству и козметици. У будућности, са све већом потражњом за еколошки прихватљивим материјалима, изгледи за примену метил целулозе ће бити шири.
Време поста: 23.10.2024