Metyloceluloza (MC) jest powszechnie syntetyzowanym chemicznie materiałem polimerowym, modyfikowanym eterem celulozy otrzymywanym w wyniku metylowania naturalnej celulozy. Ze względu na swoje szczególne właściwości fizykochemiczne znajduje szerokie zastosowanie w budownictwie, żywności, medycynie, kosmetyce, papierze i powłokach.
1. Klasyfikacja według stopnia podstawienia
Stopień podstawienia (DS) odnosi się do średniej wartości grup hydroksylowych podstawionych grupami metylowymi na każdej jednostce glukozy w metylocelulozie. Na każdym pierścieniu glukozowym cząsteczki celulozy znajdują się 3 grupy hydroksylowe, które można zastąpić grupami metylowymi. Dlatego stopień podstawienia metylocelulozy może wahać się od 0 do 3. W zależności od stopnia podstawienia metylocelulozę można podzielić na dwie kategorie: wysoki stopień podstawienia i niski stopień podstawienia.
Wysoki stopień podstawienia metyloceluloza (DS > 1,5): Ten typ produktu charakteryzuje się wysokim stopniem podstawienia metylem, dzięki czemu jest bardziej hydrofobowy, ma niższą rozpuszczalność i dobrą wodoodporność. Jest często stosowany w materiałach budowlanych, powłokach i innych okazjach, które wymagają pewnego stopnia hydrofobowości.
Niski stopień podstawienia metyloceluloza (DS < 1,5): Ze względu na mniejsze podstawienie metylem, ten typ produktu jest bardziej hydrofilowy, ma lepszą rozpuszczalność i można go rozpuścić w zimnej wodzie. Niskopodstawiona metyloceluloza jest szeroko stosowana w przemyśle spożywczym i farmaceutycznym jako zagęszczacz, emulgator i stabilizator.
2. Klasyfikacja według zastosowania
Ze względu na zastosowanie metylocelulozy w różnych dziedzinach można ją podzielić na dwie kategorie: metyloceluloza przemysłowa oraz metyloceluloza spożywcza i farmaceutyczna.
Przemysłowa metyloceluloza: stosowana głównie w budownictwie, powłokach, papiernictwie, ceramice i innych gałęziach przemysłu jako zagęszczacz, klej, substancja błonotwórcza, środek zatrzymujący wodę itp. W budownictwie metyloceluloza jest stosowana w produktach cementowych i gipsowych w celu poprawy wydajności konstrukcji i trwałość; w przemyśle powłok metyloceluloza może zwiększyć stabilność i dyspergowalność powłok.
Metyloceluloza spożywcza i farmaceutyczna: Ze względu na swoje nietoksyczne i nieszkodliwe właściwości metyloceluloza jest stosowana jako dodatek w żywności i medycynie. W żywności metyloceluloza jest powszechnym zagęszczaczem i emulgatorem, który może stabilizować strukturę żywności i zapobiegać rozwarstwianiu lub oddzielaniu; w farmacji metyloceluloza może być stosowana jako otoczka kapsułki, nośnik leku, a także pełni funkcję leków o przedłużonym uwalnianiu. Jej jadalność i bezpieczeństwo sprawiają, że metyloceluloza jest bardzo popularna w tych dwóch dziedzinach.
3. Klasyfikacja według rozpuszczalności
Metylocelulozę dzieli się głównie na dwie kategorie pod względem rozpuszczalności: typ rozpuszczalny w zimnej wodzie i typ rozpuszczalny w rozpuszczalnikach organicznych.
Rozpuszczalna w zimnej wodzie metyloceluloza: Ten rodzaj metylocelulozy można rozpuścić w zimnej wodzie, tworząc po rozpuszczeniu przezroczysty, lepki roztwór. Jest często stosowany w przemyśle spożywczym i farmaceutycznym jako zagęszczacz lub substancja błonotwórcza. Rozpuszczalność tego typu metylocelulozy maleje wraz ze wzrostem temperatury, dlatego też cecha ta może być wykorzystywana do kontroli konstrukcji w przypadku stosowania w budownictwie.
Metyloceluloza rozpuszczalna w rozpuszczalnikach organicznych: Ten rodzaj metylocelulozy można rozpuścić w rozpuszczalnikach organicznych i jest często stosowany w farbach, powłokach i innych dziedzinach przemysłu wymagających mediów fazy organicznej. Dzięki dobrym właściwościom błonotwórczym i odporności chemicznej nadaje się do stosowania w trudnych warunkach przemysłowych.
4. Klasyfikacja według masy cząsteczkowej (lepkość)
Masa cząsteczkowa metylocelulozy ma istotny wpływ na jej właściwości fizyczne, zwłaszcza na lepkość roztworu. W zależności od masy cząsteczkowej metylocelulozę można podzielić na typ o niskiej lepkości i typ o wysokiej lepkości.
Metyloceluloza o niskiej lepkości: Masa cząsteczkowa jest stosunkowo mała, a lepkość roztworu jest niska. Jest często stosowany w żywności, medycynie i kosmetyce, głównie do emulgowania, zawieszania i zagęszczania. Metyloceluloza o niskiej lepkości może zachować dobrą płynność i jednorodność i nadaje się do zastosowań wymagających roztworów o niskiej lepkości.
Metyloceluloza o dużej lepkości: Ma dużą masę cząsteczkową i po rozpuszczeniu tworzy roztwór o dużej lepkości. Jest często stosowany w materiałach budowlanych, powłokach i klejach przemysłowych. Metyloceluloza o wysokiej lepkości może skutecznie zwiększać wytrzymałość mechaniczną, odporność na zużycie i przyczepność roztworu, dlatego jest szeroko stosowana w materiałach wymagających dużej wytrzymałości i dużej odporności na zużycie.
5. Klasyfikacja ze względu na stopień modyfikacji chemicznej
Metyloceluloza jest chemicznie modyfikowaną pochodną celulozy. Według metody i stopnia modyfikacji można ją podzielić na pojedynczą metylocelulozę i celulozę modyfikowaną kompozytem.
Pojedyncza metyloceluloza: odnosi się do eterów celulozy, które są jedynie podstawione grupą metylową. Produkt tego typu charakteryzuje się stosunkowo stabilnymi właściwościami fizyko-chemicznymi, a jego rozpuszczalność, właściwości zagęszczające i błonotwórcze są stosunkowo dobre.
Modyfikowana celuloza kompozytowa: Oprócz metylacji jest ona poddawana dalszej obróbce chemicznej, takiej jak hydroksypropylacja, etylacja itp., w celu wytworzenia modyfikowanego produktu kompozytowego. Na przykład hydroksypropylometyloceluloza (HPMC) i karboksymetyloceluloza (CMC). Te modyfikowane celulozy kompozytowe mają zwykle lepszą rozpuszczalność w wodzie, odporność na ciepło i stabilność oraz mogą dostosować się do szerszego zakresu potrzeb przemysłowych.
6. Klasyfikacja według branży zastosowań
Szerokie zastosowanie metylocelulozy pozwala na jej klasyfikację według cech zastosowania w różnych gałęziach przemysłu.
Metyloceluloza w przemyśle budowlanym: stosowana głównie w materiałach na bazie cementu i gipsu jako środek zatrzymujący wodę i zagęszczacz. Może poprawić funkcjonalność materiałów budowlanych, zapobiec przedwczesnej utracie wody i zwiększyć wytrzymałość mechaniczną gotowych produktów.
Metyloceluloza w przemyśle spożywczym: Jako emulgator, zagęszczacz i stabilizator w przetwórstwie spożywczym. Może zapobiegać utracie wody, poprawiać smak i strukturę żywności oraz zwiększać trwałość żywności.
Metyloceluloza w przemyśle farmaceutycznym: jako spoiwo do tabletek lub materiał o przedłużonym uwalnianiu leków. Metylocelulozę można również stosować do sporządzania leków żołądkowo-jelitowych jako bezpieczny i skuteczny nośnik leków.
Metyloceluloza w przemyśle kosmetycznym: W produktach do pielęgnacji skóry i kosmetykach metyloceluloza jest stosowana jako zagęszczacz, emulgator i środek nawilżający, aby pomóc produktom uzyskać delikatną i gładką konsystencję, jednocześnie przedłużając efekt nawilżenia.
Podsumowując, istnieje wiele sposobów klasyfikacji metylocelulozy, którą można sklasyfikować według jej charakterystyki struktury chemicznej lub według obszarów zastosowania i właściwości rozpuszczalności. Te różne metody klasyfikacji pomagają nam lepiej zrozumieć cechy i funkcje metylocelulozy, a także dostarczają teoretycznych podstaw do jej zastosowania w różnych dziedzinach.
Czas publikacji: 23 października 2024 r