Метилцеллюлоза (МЦ) — распространенный химически синтезированный полимерный материал, модифицированный эфир целлюлозы, получаемый метилированием природной целлюлозы. Благодаря своим особым физическим и химическим свойствам он широко используется в строительстве, пищевой промышленности, медицине, косметике, производстве бумаги и покрытий.
1. Классификация по степени замещения
Степень замещения (DS) относится к среднему значению гидроксильных групп, замещенных метильными группами на каждой единице глюкозы в метилцеллюлозе. В каждом глюкозном кольце молекулы целлюлозы имеется по 3 гидроксильные группы, которые могут быть заменены метильными группами. Следовательно, степень замещения метилцеллюлозы может варьироваться от 0 до 3. По степени замещения метилцеллюлозу можно разделить на две категории: высокая степень замещения и низкая степень замещения.
Метилцеллюлоза с высокой степенью замещения (DS > 1,5): этот тип продукта имеет высокую степень замещения метила, поэтому он более гидрофобен, имеет меньшую растворимость и хорошую водостойкость. Его часто используют в строительных материалах, покрытиях и других случаях, требующих определенной степени гидрофобности.
Метилцеллюлоза с низкой степенью замещения (DS < 1,5): из-за меньшего замещения метила этот тип продукта более гидрофильен, имеет лучшую растворимость и может растворяться в холодной воде. Низкозамещенная метилцеллюлоза широко используется в пищевой и фармацевтической промышленности в качестве загустителя, эмульгатора и стабилизатора.
2. Классификация по использованию
По использованию метилцеллюлозы в разных областях ее можно разделить на две категории: промышленную метилцеллюлозу и пищевую и фармацевтическую метилцеллюлозу.
Промышленная метилцеллюлоза: в основном используется в строительстве, покрытиях, производстве бумаги, керамики и других отраслях промышленности в качестве загустителя, клея, пленкообразователя, водоудерживающего агента и т. д. В строительной промышленности метилцеллюлоза используется в цементных и гипсовых изделиях для улучшения строительных характеристик и долговечность; в индустрии покрытий метилцеллюлоза может повысить стабильность и диспергируемость покрытий.
Пищевая и фармацевтическая метилцеллюлоза. Благодаря своим нетоксичным и безвредным свойствам метилцеллюлоза используется в качестве добавки в пищевых продуктах и медикаментах. В пищевых продуктах метилцеллюлоза является распространенным загустителем и эмульгатором, который может стабилизировать структуру пищи и предотвратить расслоение или разделение; в фармацевтической области метилцеллюлоза может использоваться в качестве оболочки капсул, носителя лекарств, а также выполняет функцию лекарств пролонгированного действия. Съедобность и безопасность делают метилцеллюлозу очень популярной в этих двух областях.
3. Классификация по растворимости.
Метилцеллюлоза в основном делится на две категории по растворимости: растворимая в холодной воде и растворимая в органических растворителях.
Растворимая в холодной воде метилцеллюлоза: этот тип метилцеллюлозы можно растворить в холодной воде с образованием после растворения прозрачного вязкого раствора. Его часто используют в пищевой и фармацевтической промышленности в качестве загустителя или пленкообразователя. Растворимость этого типа метилцеллюлозы снижается с повышением температуры, поэтому эту особенность можно использовать для строительного контроля при использовании в строительной отрасли.
Метилцеллюлоза, растворимая в органических растворителях: этот тип метилцеллюлозы можно растворять в органических растворителях и часто используется в красках, покрытиях и других областях промышленности, где требуются органические фазовые среды. Благодаря хорошим пленкообразующим свойствам и химической стойкости он пригоден для использования в суровых промышленных условиях.
4. Классификация по молекулярной массе (вязкости).
Молекулярная масса метилцеллюлозы оказывает существенное влияние на ее физические свойства, особенно на вязкостные характеристики раствора. По молекулярной массе метилцеллюлозу можно разделить на тип с низкой вязкостью и тип с высокой вязкостью.
Метилцеллюлоза низкой вязкости: молекулярная масса относительно мала, вязкость раствора низкая. Его часто используют в пищевой, медицинской и косметической промышленности, главным образом для эмульгирования, суспендирования и загущения. Метилцеллюлоза с низкой вязкостью может сохранять хорошую текучесть и однородность и подходит для применений, требующих растворов с низкой вязкостью.
Метилцеллюлоза высокой вязкости: имеет большую молекулярную массу и после растворения образует раствор высокой вязкости. Его часто используют в строительных материалах, покрытиях и промышленных клеях. Высоковязкая метилцеллюлоза позволяет эффективно повышать механическую прочность, износостойкость и адгезию раствора, поэтому ее широко используют в материалах, требующих высокой прочности и высокой износостойкости.
5. Классификация по степени химической модификации.
Метилцеллюлоза представляет собой химически модифицированное производное целлюлозы. По способу и степени модификации ее можно разделить на одиночную метилцеллюлозу и композитную модифицированную целлюлозу.
Одинарная метилцеллюлоза: относится к эфирам целлюлозы, которые замещены только метилом. Этот тип продукта имеет относительно стабильные физические и химические свойства, а его растворимость, загущающие и пленкообразующие свойства относительно хорошие.
Композиционная модифицированная целлюлоза. Помимо метилирования, ее подвергают дальнейшей химической обработке, такой как гидроксипропилирование, этилирование и т. д., с образованием композитного модифицированного продукта. Например, гидроксипропилметилцеллюлоза (ГПМЦ) и карбоксиметилцеллюлоза (КМЦ). Эти композитные модифицированные целлюлозы обычно обладают лучшей растворимостью в воде, термостойкостью и стабильностью и могут адаптироваться к более широкому спектру промышленных потребностей.
6. Классификация по отраслям применения
Широкое применение метилцеллюлозы позволяет классифицировать ее по особенностям применения в различных отраслях промышленности.
Метилцеллюлоза в строительной промышленности: в основном используется в материалах на основе цемента и гипса в качестве водоудерживающего средства и загустителя. Он позволяет улучшить работоспособность строительных материалов, предотвратить раннюю потерю воды, повысить механическую прочность готовых изделий.
Пищевая промышленность Метилцеллюлоза: в качестве эмульгатора, загустителя и стабилизатора в пищевой промышленности. Это может предотвратить потерю воды, улучшить вкус и структуру продуктов питания, а также увеличить срок их хранения.
Метилцеллюлоза в фармацевтической промышленности: в качестве связующего вещества для таблеток или материала замедленного высвобождения лекарств. Метилцеллюлозу также можно использовать при приготовлении желудочно-кишечных препаратов в качестве безопасного и эффективного носителя лекарств.
Метилцеллюлоза в косметической промышленности. В продуктах по уходу за кожей и косметике метилцеллюлоза используется в качестве загустителя, эмульгатора и увлажнителя, помогая продуктам формировать нежную и гладкую текстуру, одновременно продлевая увлажняющий эффект.
Таким образом, существует множество способов классификации метилцеллюлозы, которую можно классифицировать по характеристикам ее химической структуры или по областям ее применения и свойствам растворимости. Эти различные методы классификации помогают нам лучше понять характеристики и функции метилцеллюлозы, а также обеспечивают теоретическую основу для ее применения в различных областях.
Время публикации: 23 октября 2024 г.