Metilceluloza (MC) je uobičajeni kemijski sintetiziran polimerni materijal, modificirani celulozni eter dobiven metilacijom prirodne celuloze. Zbog svojih posebnih fizikalnih i kemijskih svojstava ima široku primjenu u građevinarstvu, prehrani, medicini, kozmetici, papiru i premazima.
1. Klasifikacija prema stupnju supstitucije
Stupanj supstitucije (DS) odnosi se na prosječnu vrijednost hidroksilnih skupina supstituiranih metilnim skupinama na svakoj jedinici glukoze u metilcelulozi. Postoje 3 hidroksilne skupine na svakom glukoznom prstenu molekule celuloze koje se mogu zamijeniti metilnim skupinama. Stoga stupanj supstitucije metilceluloze može varirati od 0 do 3. Prema stupnju supstitucije, metilceluloza se može podijeliti u dvije kategorije: visok stupanj supstitucije i nizak stupanj supstitucije.
Visoki stupanj supstitucije metilceluloze (DS > 1,5): Ova vrsta proizvoda ima visok stupanj supstitucije metila, stoga je hidrofobniji, ima manju topljivost i dobru vodootpornost. Često se koristi u građevinskim materijalima, premazima i drugim prilikama koje zahtijevaju određeni stupanj hidrofobnosti.
Nizak stupanj supstitucije metilceluloze (DS < 1,5): Zbog manje supstitucije metila, ova vrsta proizvoda je hidrofilnija, ima bolju topljivost i može se otopiti u hladnoj vodi. Nisko supstituirana metilceluloza naširoko se koristi u prehrambenoj i farmaceutskoj industriji kao zgušnjivač, emulgator i stabilizator.
2. Razvrstavanje prema uporabi
Prema upotrebi metilceluloze u različitim područjima, može se podijeliti u dvije kategorije: industrijska metilceluloza i prehrambena i farmaceutska metilceluloza.
Industrijska metilceluloza: Uglavnom se koristi u građevinarstvu, premazima, proizvodnji papira, keramici i drugim industrijama kao zgušnjivač, ljepilo, sredstvo za stvaranje filma, sredstvo za zadržavanje vode, itd. U građevinskoj industriji metilceluloza se koristi u proizvodima od cementa i gipsa za poboljšanje građevinskih performansi i izdržljivost; u industriji premaza, metilceluloza može povećati stabilnost i disperzibilnost premaza.
Prehrambena i farmaceutska metilceluloza: Zbog svojih netoksičnih i neškodljivih svojstava, metilceluloza se koristi kao aditiv u hrani i medicini. U hrani, metilceluloza je uobičajeni zgušnjivač i emulgator koji može stabilizirati strukturu hrane i spriječiti raslojavanje ili odvajanje; u farmaceutskom području, metilceluloza se može koristiti kao omotač kapsule, nosač lijeka, a također ima funkciju lijekova s odgođenim otpuštanjem. Zbog svoje jestivosti i sigurnosti metilceluloza je vrlo popularna u ova dva područja.
3. Razvrstavanje po topljivosti
Metilceluloza se uglavnom dijeli u dvije kategorije u smislu topljivosti: tip topiv u hladnoj vodi i tip topiv u organskom otapalu.
Metilceluloza topljiva u hladnoj vodi: Ova vrsta metilceluloze može se otopiti u hladnoj vodi kako bi nakon otapanja nastala prozirna, viskozna otopina. Često se koristi u prehrambenoj i farmaceutskoj industriji kao zgušnjivač ili sredstvo za stvaranje filma. Topivost ove vrste metilceluloze opada s povećanjem temperature, tako da se ova značajka može koristiti za kontrolu konstrukcije kada se koristi u građevinskoj industriji.
Metilceluloza topljiva u organskim otapalima: Ova vrsta metilceluloze može se otopiti u organskim otapalima i često se koristi u bojama, premazima i drugim industrijskim poljima koja zahtijevaju medije organske faze. Zbog dobrih svojstava stvaranja filma i kemijske otpornosti, pogodan je za upotrebu u teškim industrijskim uvjetima.
4. Klasifikacija prema molekularnoj masi (viskoznosti)
Molekularna težina metilceluloze ima značajan utjecaj na njezina fizikalna svojstva, posebno na viskoznost u otopini. Prema molekularnoj težini, metilceluloza se može podijeliti na tip niske viskoznosti i tip visoke viskoznosti.
Metilceluloza niske viskoznosti: Molekularna težina je relativno mala, a viskoznost otopine niska. Često se koristi u hrani, medicini i kozmetici, uglavnom za emulgiranje, suspenziju i zgušnjavanje. Metilceluloza niske viskoznosti može održati dobru fluidnost i ujednačenost i prikladna je za primjene koje zahtijevaju otopine niske viskoznosti.
Metilceluloza visoke viskoznosti: ima veliku molekularnu težinu i nakon otapanja stvara otopinu visoke viskoznosti. Često se koristi u građevinskim materijalima, premazima i industrijskim ljepilima. Metilceluloza visoke viskoznosti može učinkovito povećati mehaničku čvrstoću, otpornost na habanje i prianjanje otopine, tako da se široko koristi u materijalima koji zahtijevaju visoku čvrstoću i visoku otpornost na habanje.
5. Klasifikacija prema stupnju kemijske modifikacije
Metilceluloza je kemijski modificirani derivat celuloze. Prema metodi i stupnju modifikacije, može se podijeliti na jednu metil celulozu i kompozitno modificiranu celulozu.
Jednostruka metil celuloza: odnosi se na celulozne etere koji su samo metil-supstituirani. Ova vrsta proizvoda ima relativno stabilna fizikalna i kemijska svojstva, a svojstva topljivosti, zgušnjavanja i stvaranja filma su relativno dobra.
Kompozitno modificirana celuloza: Osim metilacije, ona se dalje kemijski tretira, kao što je hidroksipropilacija, etilacija itd., kako bi se formirao kompozitno modificirani proizvod. Na primjer, hidroksipropil metilceluloza (HPMC) i karboksimetil celuloza (CMC). Ove kompozitne modificirane celuloze obično imaju bolju topljivost u vodi, otpornost na toplinu i stabilnost te se mogu prilagoditi širem rasponu industrijskih potreba.
6. Klasifikacija prema industriji primjene
Široka primjena metilceluloze omogućuje njezinu klasifikaciju prema karakteristikama primjene u različitim industrijama.
Metilceluloza u građevinskoj industriji: Uglavnom se koristi u materijalima na bazi cementa i gipsa kao zadržavač vode i zgušnjivač. Može poboljšati operativnost građevinskih materijala, spriječiti rani gubitak vode i povećati mehaničku čvrstoću gotovih proizvoda.
Metilceluloza u prehrambenoj industriji: Kao emulgator, zgušnjivač i stabilizator u preradi hrane. Može spriječiti gubitak vode, poboljšati okus i strukturu hrane te produžiti rok trajanja hrane.
Metilceluloza u farmaceutskoj industriji: Kao vezivo za tablete ili materijal za produženo otpuštanje za lijekove. Metilceluloza se također može koristiti u pripremi gastrointestinalnih lijekova kao siguran i učinkovit nosač lijeka.
Metilceluloza u kozmetičkoj industriji: U proizvodima za njegu kože i kozmetici, metilceluloza se koristi kao zgušnjivač, emulgator i ovlaživač kako bi se pomoglo proizvodima da formiraju nježnu i glatku teksturu dok produljuje učinak hidratacije.
Ukratko, postoji mnogo načina za klasifikaciju metilceluloze, koja se može klasificirati prema njezinim karakteristikama kemijske strukture ili prema njezinim područjima primjene i svojstvima topljivosti. Ove različite metode klasifikacije pomažu nam da bolje razumijemo karakteristike i funkcije metilceluloze, a također pružaju teoretsku osnovu za njezinu primjenu u različitim područjima.
Vrijeme objave: 23. listopada 2024