Metylcellulosa (MC) är en typ av cellulosaeter. Cellulosaeterföreningar är derivat erhållna genom kemisk modifiering av naturlig cellulosa, och metylcellulosa är ett viktigt cellulosaderivat som bildas genom metylering (metylsubstitution) hydroxyldelen av cellulosa. Därför är metylcellulosa inte bara ett cellulosaderivat, utan också en typisk cellulosaeter.
1. Framställning av metylcellulosa
Metylcellulosa framställs genom att reagera cellulosa med ett metyleringsmedel (såsom metylklorid eller dimetylsulfat) under alkaliska betingelser för att metylera hydroxyldelen av cellulosa. Denna reaktion sker huvudsakligen på hydroxylgrupperna vid C2-, C3- och C6-positionerna i cellulosa för att bilda metylcellulosa med olika substitutionsgrader. Reaktionsprocessen är som följer:
Cellulosa (en polysackarid sammansatt av glukosenheter) aktiveras först under alkaliska förhållanden;
Sedan införs ett metyleringsmedel för att genomgå en företringsreaktion för att erhålla metylcellulosa.
Denna metod kan producera metylcellulosaprodukter med olika viskositeter och löslighetsegenskaper genom att reglera reaktionsförhållandena och graden av metylering.
2. Egenskaper hos metylcellulosa
Metylcellulosa har följande huvudegenskaper:
Löslighet: Till skillnad från naturlig cellulosa kan metylcellulosa lösas i kallt vatten men inte i varmt vatten. Detta beror på att införandet av metylsubstituenter förstör vätebindningarna mellan cellulosamolekyler, vilket minskar dess kristallinitet. Metylcellulosa bildar en genomskinlig lösning i vatten och uppvisar gelningsegenskaper vid höga temperaturer, det vill säga lösningen tjocknar vid upphettning och återfår flytbarhet efter kylning.
Icke-toxicitet: Metylcellulosa är icke-giftig och absorberas inte av det mänskliga matsmältningssystemet. Därför används det ofta i livsmedel och farmaceutiska tillsatser som förtjockningsmedel, emulgeringsmedel och stabilisator.
Viskositetsreglering: Metylcellulosa har goda viskositetsreglerande egenskaper, och dess lösningsviskositet är relaterad till lösningens koncentration och molekylvikt. Genom att kontrollera substitutionsgraden i företringsreaktionen kan metylcellulosaprodukter med olika viskositetsintervall erhållas.
3. Användning av metylcellulosa
På grund av dess unika fysikaliska och kemiska egenskaper har metylcellulosa använts i stor utsträckning i många industrier.
3.1 Livsmedelsindustrin
Metylcellulosa är en vanlig livsmedelstillsats som används i en mängd olika livsmedelsförädling, främst som förtjockningsmedel, emulgeringsmedel och stabilisator. Eftersom metylcellulosa kan gela vid uppvärmning och återställa flytbarheten efter kylning, används den ofta i frysta livsmedel, bakverk och soppor. Dessutom gör metylcellulosans lågkalorimässiga natur den till en viktig ingrediens i vissa kalorifattiga livsmedelsformler.
3.2 Läkemedels- och medicinindustri
Metylcellulosa används i stor utsträckning inom läkemedelsindustrin, särskilt i tabletttillverkning, som hjälpämne och bindemedel. På grund av dess goda viskositetsjusteringsförmåga kan den effektivt förbättra tabletternas mekaniska styrka och sönderdelningsegenskaper. Dessutom används metylcellulosa även som en konstgjord tårkomponent inom oftalmologi för att behandla torra ögon.
3.3 Bygg- och materialindustri
Bland byggmaterial används metylcellulosa i stor utsträckning i cement, gips, beläggningar och lim som förtjockningsmedel, vattenhållare och filmbildare. På grund av dess goda vattenretention kan metylcellulosa förbättra konstruktionsmaterialens flytbarhet och funktion och undvika uppkomsten av sprickor och tomrum.
3.4 Kosmetisk industri
Metylcellulosa används också ofta i den kosmetiska industrin som ett förtjockningsmedel och stabilisator för att hjälpa till att bilda långvariga emulsioner och geler. Det kan förbättra känslan av produkten och förbättra den fuktgivande effekten. Den är allergivänlig och mild och passar känslig hud.
4. Jämförelse av metylcellulosa med andra cellulosaetrar
Cellulosaetrar är en stor familj. Förutom metylcellulosa finns även etylcellulosa (EC), hydroxipropylmetylcellulosa (HPMC), hydroxietylcellulosa (HEC) och andra typer. Deras huvudsakliga skillnad ligger i typen och graden av substitution av substituenter på cellulosamolekylen, vilket bestämmer deras löslighet, viskositet och användningsområden.
Metylcellulosa vs Hydroxipropylmetylcellulosa (HPMC): HPMC är en förbättrad version av metylcellulosa. Förutom metylsubstituenten introduceras även hydroxipropyl, vilket gör lösligheten av HPMC mer mångsidig. HPMC kan lösas i ett bredare temperaturområde och dess termiska gelningstemperatur är högre än för metylcellulosa. Därför har HPMC ett bredare användningsområde inom byggmaterial- och läkemedelsindustrin.
Metylcellulosa vs etylcellulosa (EC): Etylcellulosa är olösligt i vatten, men lösligt i organiska lösningsmedel. Det används ofta i membranmaterial med fördröjd frisättning för beläggningar och läkemedel. Metylcellulosa är löslig i kallt vatten och används främst som förtjockningsmedel och vattenkvarhållande medel. Dess användningsområden skiljer sig från etylcellulosa.
5. Utvecklingstrend av cellulosaetrar
Med den ökande efterfrågan på hållbara material och gröna kemikalier blir cellulosaeterföreningar, inklusive metylcellulosa, gradvis en viktig komponent i miljövänliga material. Det härrör från naturliga växtfibrer, är förnybart och kan naturligt brytas ned i miljön. I framtiden kan användningsområdena för cellulosaetrar komma att utökas ytterligare, till exempel inom ny energi, gröna byggnader och biomedicin.
Som en typ av cellulosaeter används metylcellulosa i stor utsträckning i många industrier på grund av dess unika fysikaliska och kemiska egenskaper. Det har inte bara god löslighet, icke-toxicitet och god viskositetsjusteringsförmåga, utan spelar också en viktig roll i mat, medicin, konstruktion och kosmetika. I framtiden, med den ökande efterfrågan på miljövänliga material, kommer användningsmöjligheterna för metylcellulosa att bli bredare.
Posttid: 2024-okt-23