La metilcel·lulosa (MC) i la hidroxipropilmetilcel·lulosa (HPMC) són dos derivats de la cel·lulosa àmpliament utilitzats en la indústria, la construcció, la farmacèutica, l'alimentació i altres camps. Tot i que tenen una estructura similar, tenen propietats diferents i hi ha diferències significatives en les aplicacions i els processos de producció.
1. Diferències en l'estructura química
La metilcel·lulosa (MC) i la hidroxipropilmetilcel·lulosa (HPMC) es deriven de la cel·lulosa natural i són compostos d'èter de cel·lulosa modificats químicament. Però la seva diferència rau principalment en el tipus i el nombre de grups substituents.
Metilcel·lulosa (MC)
La MC es produeix substituint els grups hidroxil de la cel·lulosa per grups metil (és a dir -OCH₃). L'estructura química de MC consisteix principalment en grups substituents metil a la cadena principal de cel·lulosa, i la seva taxa de substitució afecta la seva solubilitat i propietats. MC és generalment soluble en aigua freda però no en aigua calenta.
Hidroxipropil metilcel·lulosa (HPMC)
HPMC es modifica encara més a partir de la metilcel·lulosa, substituint part dels grups hidroxil per metil (-CH₃) i hidroxipropil (-CH₂CH(OH)CH₃). En comparació amb MC, l'estructura molecular de HPMC és més complexa, la seva hidrofilicitat i hidrofobicitat estan ben equilibrades i pot ser soluble tant en aigua freda com calenta.
2. Diferències de solubilitat de propietats físiques i químiques
MC: La metilcel·lulosa generalment té una bona solubilitat en aigua freda, però formarà un gel quan la temperatura augmenta. En aigua calenta, MC es torna insoluble, formant un gel tèrmic.
HPMC: la hidroxipropil metilcel·lulosa es pot dissoldre uniformement en aigua freda i calenta, té un ampli rang de temperatures de dissolució i la seva solubilitat és més estable que la MC.
Gelabilitat tèrmica
MC: MC té fortes propietats de gelificació tèrmica. Quan la temperatura puja a un cert nivell, formarà un gel i perdrà la seva solubilitat. Aquesta característica fa que tingui usos especials en la construcció i la indústria farmacèutica.
HPMC: HPMC també té certes propietats de gelificació tèrmica, però la seva temperatura de formació de gel és més alta i la velocitat de formació de gel és més lenta. En comparació amb MC, les propietats del gel tèrmic d'HPMC són més controlables i, per tant, més avantatjoses en aplicacions que requereixen una major estabilitat a la temperatura.
Activitat superficial
MC: MC té una baixa activitat superficial. Tot i que es pot utilitzar com a cert emulsionant o espessidor en algunes aplicacions, l'efecte no és tan significatiu com HPMC.
HPMC: HPMC té una activitat superficial més forta, especialment la introducció del grup hidroxipropil, que fa que sigui més fàcil d'emulsionar, suspendre i espessir en solució. Per tant, s'utilitza àmpliament com a additiu en recobriments i materials de construcció.
Tolerància a la sal i estabilitat del pH
MC: La metilcel·lulosa té una pobra tolerància a la sal i és propensa a la precipitació en ambients alts en sal. Té poca estabilitat en ambients àcids i àlcalis i es veu fàcilment afectat pel valor del pH.
HPMC: a causa de la presència d'hidroxipropil substituent, la tolerància a la sal de HPMC és significativament millor que la MC i pot mantenir una bona solubilitat i estabilitat en un ampli rang de pH, de manera que és adequat per a diversos entorns químics.
3. Diferències en els processos de producció
Producció de MC
La metilcel·lulosa es produeix mitjançant la reacció de metilació de la cel·lulosa, normalment utilitzant clorur de metil per reaccionar amb la cel·lulosa alcalina per substituir els grups hidroxil de les molècules de cel·lulosa. Aquest procés requereix un control de les condicions de reacció per assegurar el grau de substitució adequat, que afecta la solubilitat i altres propietats fisicoquímiques del producte final.
Producció de HPMC
La producció de HPMC es basa en la metilació i afegeix la reacció d'hidroxipropilació. És a dir, després de la reacció de metilació del clorur de metil, l'òxid de propilè reacciona amb la cel·lulosa per generar un substituent hidroxipropil. La introducció del grup hidroxipropil millora la solubilitat i la capacitat d'hidratació de l'HPMC, la qual cosa també fa que el seu procés de producció sigui més complex i un cost lleugerament superior al MC.
4. Diferències en els camps d'aplicació
Àrea de materials de construcció
MC: MC s'utilitza sovint en materials de construcció, especialment com a espessidor, agent de retenció d'aigua i adhesiu en morter sec i massilla en pols. Tanmateix, a causa de les seves propietats de gelificació tèrmica, MC pot fallar en entorns d'alta temperatura.
HPMC: HPMC s'utilitza més àmpliament en el camp de la construcció. Com que també té una bona estabilitat en ambients d'alta temperatura, és més adequat per a escenaris que requereixen una major tolerància a la temperatura, com ara adhesius de rajoles, morters d'aïllament i sòls autonivellants. .
Àmbits farmacèutics i alimentaris
MC: La metilcel·lulosa s'utilitza habitualment com a desintegrant i espessidor per a comprimits en preparats farmacèutics. També s'utilitza en alguns aliments com a espessidor i suplement de fibra.
HPMC: HPMC té més avantatges en el camp farmacèutic. A causa de la seva solubilitat més estable i la seva bona biocompatibilitat, sovint s'utilitza en materials de pel·lícula d'alliberament sostingut i closques de càpsules per a fàrmacs. A més, HPMC també s'utilitza àmpliament en la indústria alimentària, especialment en la fabricació de càpsules vegetarianes.
Sector de recobriments i pintures
MC: MC té millors efectes d'engrossiment i de formació de pel·lícules, però la seva estabilitat i capacitat d'ajust de la viscositat en solució no són tan bones com HPMC.
HPMC: HPMC s'utilitza àmpliament a la indústria de la pintura i la pintura a causa de les seves excel·lents propietats d'espessiment, emulsificació i formació de pel·lícules, especialment com a espessidor i agent d'anivellament en recobriments a base d'aigua, que pot millorar significativament el rendiment de la construcció i la superfície del recobriment. . Efecte.
5. Protecció i seguretat del medi ambient
Tant MC com HPMC estan modificats a partir de cel·lulosa natural i tenen una bona biodegradabilitat i propietats de protecció del medi ambient. Tots dos són no tòxics i inofensius en ús i compleixen els requisits de protecció del medi ambient, per la qual cosa són molt segurs per utilitzar-los en els camps de l'alimentació, la farmacèutica i la cosmètica.
Tot i que la metilcel·lulosa (MC) i la hidroxipropilmetilcel·lulosa (HPMC) són similars en l'estructura química, a causa dels diferents grups de substituents, la seva solubilitat, gelabilitat tèrmica, activitat superficial, procés de producció i aplicació són diferents. Hi ha diferències evidents en camps i altres aspectes. MC és adequat per a entorns de baixa temperatura i requisits d'espessiment i retenció d'aigua més senzills, mentre que HPMC és més adequat per a aplicacions industrials, farmacèutiques i de construcció complexes a causa de la seva bona solubilitat i estabilitat tèrmica.
Hora de publicació: 25-octubre-2024