Метил целулоза (MC) и хидроксипропил метил целулоза (HPMC) са две производни на целулозата, широко използвани в промишлеността, строителството, фармацевтиката, храните и други области. Въпреки че са подобни по структура, те имат различни свойства и има значителни разлики в приложенията и производствените процеси.
1. Разлики в химичната структура
Метилцелулозата (MC) и хидроксипропилметилцелулозата (HPMC) се извличат от естествена целулоза и са химически модифицирани целулозни етерни съединения. Но тяхната разлика се състои главно във вида и броя на заместителните групи.
Метил целулоза (MC)
MC се получава чрез заместване на хидроксилните групи на целулозата с метилови групи (т.е. -OCH3). Химическата структура на MC се състои главно от метилови заместващи групи в главната верига на целулозата и нейната степен на заместване влияе върху нейната разтворимост и свойства. MC обикновено е разтворим в студена вода, но не и в гореща вода.
Хидроксипропил метилцелулоза (НРМС)
HPMC се модифицира допълнително на базата на метилцелулоза, чрез заместване на част от хидроксилните групи с метил (-CH3) и хидроксипропил (-CH₂CH(OH)CH3). В сравнение с MC, молекулярната структура на HPMC е по-сложна, неговата хидрофилност и хидрофобност са добре балансирани и може да бъде разтворим както в студена, така и в гореща вода.
2. Разлики във физичните и химичните свойства разтворимост
MC: Метилцелулозата обикновено има добра разтворимост в студена вода, но ще образува гел, когато температурата се повиши. В гореща вода MC става неразтворим, образувайки термичен гел.
HPMC: Хидроксипропил метилцелулозата може да се разтвори равномерно в студена и гореща вода, има широк температурен диапазон на разтваряне и нейната разтворимост е по-стабилна от MC.
Термична желируемост
MC: MC има силни термични желиращи свойства. Когато температурата се повиши до определено ниво, тя ще образува гел и ще загуби своята разтворимост. Тази характеристика го прави със специални приложения в строителната и фармацевтичната промишленост.
HPMC: HPMC също има определени свойства на термично желиране, но неговата температура на образуване на гел е по-висока и скоростта на образуване на гел е по-бавна. В сравнение с MC, свойствата на термичния гел на HPMC са по-контролируеми и следователно по-изгодни в приложения, изискващи по-висока температурна стабилност.
Повърхностна активност
MC: MC има ниска повърхностна активност. Въпреки че може да се използва като определен емулгатор или сгъстител в някои приложения, ефектът не е толкова значителен, колкото HPMC.
HPMC: HPMC има по-силна повърхностна активност, особено въвеждането на хидроксипропилова група, което улеснява емулгирането, суспендирането и сгъстяването в разтвор. Поради това се използва широко като добавка в покрития и строителни материали.
Солеустойчивост и pH стабилност
MC: Метилцелулозата има лоша толерантност към сол и е склонна към утаяване в среда с високо съдържание на сол. Има лоша стабилност в киселинни и алкални среди и лесно се повлиява от стойността на pH.
HPMC: Поради наличието на хидроксипропилов заместител, солната толерантност на HPMC е значително по-добра от MC и може да поддържа добра разтворимост и стабилност в широк диапазон на pH, така че е подходящ за различни химически среди.
3. Разлики в производствените процеси
Производство на МК
Метилцелулозата се произвежда чрез реакцията на метилиране на целулозата, като обикновено се използва метил хлорид за реакция с алкална целулоза за заместване на хидроксилните групи в целулозните молекули. Този процес изисква контрол на реакционните условия, за да се осигури подходящата степен на заместване, което влияе върху разтворимостта и други физикохимични свойства на крайния продукт.
Производство на HPMC
Производството на HPMC се основава на метилиране и добавя реакция на хидроксипропилиране. Тоест, след реакцията на метилиране на метил хлорид, пропиленовият оксид реагира с целулозата, за да генерира хидроксипропилов заместител. Въвеждането на хидроксипропилова група подобрява разтворимостта и способността за хидратиране на HPMC, което също прави производствения процес по-сложен и малко по-висока цена от MC.
4. Разлики в областите на приложение
Област на строителни материали
MC: MC често се използва в строителни материали, особено като сгъстител, водозадържащ агент и лепило в сух хоросан и шпакловка на прах. Въпреки това, поради свойствата си на термично желиране, MC може да се провали в среда с висока температура.
HPMC: HPMC се използва по-широко в областта на строителството. Тъй като също има добра стабилност в среда с висока температура, той е по-подходящ за сценарии, които изискват по-висока температурна толерантност, като лепила за плочки, изолационни разтвори и саморазливни подове. .
Фармацевтични и хранителни области
MC: Метилцелулозата обикновено се използва като дезинтегрант и сгъстител за таблетки във фармацевтични препарати. Използва се и в някои храни като сгъстител и добавка с фибри.
HPMC: HPMC има повече предимства във фармацевтичната област. Поради своята по-стабилна разтворимост и добра биосъвместимост, той често се използва във филмови материали с продължително освобождаване и обвивки на капсули за лекарства. В допълнение HPMC се използва широко и в хранително-вкусовата промишленост, особено при производството на вегетариански капсули.
Сектор за покрития и бои
MC: MC има по-добри сгъстяващи и филмообразуващи ефекти, но неговата стабилност и способност за регулиране на вискозитета в разтвора не са толкова добри, колкото HPMC.
HPMC: HPMC се използва широко в бояджийската промишленост поради отличните си свойства за сгъстяване, емулгиране и образуване на филм, особено като сгъстител и изравняващ агент в покрития на водна основа, което може значително да подобри конструктивните характеристики и повърхността на покритието . Ефект.
5. Опазване на околната среда и безопасност
Както MC, така и HPMC са модифицирани от естествена целулоза и имат добра биоразградимост и свойства за защита на околната среда. И двете са нетоксични и безвредни при употреба и отговарят на изискванията за опазване на околната среда, така че са много безопасни за употреба в областта на храните, фармацевтичните продукти и козметиката.
Въпреки че метилцелулозата (МС) и хидроксипропилметилцелулозата (НРМС) са сходни по химическа структура, поради различни групи заместители, тяхната разтворимост, термично желиране, повърхностна активност, производствен процес и приложение са различни. Има очевидни разлики в областите и други аспекти. MC е подходящ за среда с ниска температура и по-прости изисквания за сгъстяване и задържане на вода, докато HPMC е по-подходящ за сложни индустриални, фармацевтични и строителни приложения поради добрата си разтворимост и термична стабилност.
Време на публикуване: 25 октомври 2024 г