Methylcelulóza (MC) a hydroxypropylmethylcelulóza (HPMC) jsou dva deriváty celulózy široce používané v průmyslu, stavebnictví, farmacii, potravinářství a dalších oblastech. Přestože jsou strukturou podobné, mají odlišné vlastnosti a existují značné rozdíly v aplikacích a výrobních procesech.
1. Rozdíly v chemické struktuře
Methylcelulóza (MC) a hydroxypropylmethylcelulóza (HPMC) jsou obě odvozeny z přírodní celulózy a jsou chemicky modifikovanými etherovými sloučeninami celulózy. Ale jejich rozdíl spočívá především v typu a počtu substitučních skupin.
methylcelulóza (MC)
MC se vyrábí nahrazením hydroxylových skupin na celulóze methylovými skupinami (tj. -OCH3). Chemická struktura MC sestává hlavně z methylových substitučních skupin na hlavním řetězci celulózy a rychlost její substituce ovlivňuje její rozpustnost a vlastnosti. MC je obecně rozpustný ve studené vodě, ale ne v horké vodě.
Hydroxypropylmethylcelulóza (HPMC)
HPMC se dále modifikuje na bázi methylcelulózy nahrazením části hydroxylových skupin methylem (-CH3) a hydroxypropylem (-CH2CH(OH)CH3). Ve srovnání s MC je molekulární struktura HPMC složitější, její hydrofilita a hydrofobicita jsou dobře vyvážené a může být rozpustný ve studené i horké vodě.
2. Rozdíly ve fyzikálních a chemických vlastnostech rozpustnost
MC: Methylcelulóza má obecně dobrou rozpustnost ve studené vodě, ale při zvýšení teploty vytvoří gel. V horké vodě se MC stává nerozpustným a vytváří termální gel.
HPMC: Hydroxypropylmethylcelulóza může být rovnoměrně rozpuštěna ve studené a horké vodě, má široký rozsah teplot rozpouštění a její rozpustnost je stabilnější než MC.
Tepelná gelovatelnost
MC: MC má silné tepelné gelující vlastnosti. Když teplota stoupne na určitou úroveň, vytvoří gel a ztratí svou rozpustnost. Díky této vlastnosti má speciální použití ve stavebnictví a farmaceutickém průmyslu.
HPMC: HPMC má také určité vlastnosti tepelné gelovatění, ale jeho teplota tvorby gelu je vyšší a rychlost tvorby gelu je pomalejší. Ve srovnání s MC jsou vlastnosti tepelného gelu HPMC lépe kontrolovatelné, a proto výhodnější v aplikacích vyžadujících vyšší teplotní stabilitu.
Povrchová aktivita
MC: MC má nízkou povrchovou aktivitu. I když může být v některých aplikacích použit jako určitý emulgátor nebo zahušťovadlo, účinek není tak významný jako HPMC.
HPMC: HPMC má silnější povrchovou aktivitu, zejména zavedení hydroxypropylové skupiny, což usnadňuje emulgaci, suspendování a zahušťování v roztoku. Proto je široce používán jako přísada do nátěrů a stavebních materiálů.
Tolerance solí a stabilita pH
MC: Methylcelulóza špatně snáší sůl a je náchylná ke srážení v prostředí s vysokým obsahem soli. Má špatnou stabilitu v kyselém a alkalickém prostředí a je snadno ovlivněn hodnotou pH.
HPMC: Vzhledem k přítomnosti hydroxypropyl substituentu je HPMC snášenlivost solí výrazně lepší než MC a může si udržet dobrou rozpustnost a stabilitu v širokém rozmezí pH, takže je vhodný pro různá chemická prostředí.
3. Rozdíly ve výrobních procesech
Výroba MC
Methylcelulóza se vyrábí methylační reakcí celulózy, obvykle za použití methylchloridu k reakci s alkalickou celulózou k nahrazení hydroxylových skupin v molekulách celulózy. Tento proces vyžaduje kontrolu reakčních podmínek pro zajištění vhodného stupně substituce, která ovlivňuje rozpustnost a další fyzikálně-chemické vlastnosti konečného produktu.
Výroba HPMC
Výroba HPMC je založena na methylaci a přidávání hydroxypropylační reakce. To znamená, že po methylační reakci methylchloridu reaguje propylenoxid s celulózou za vzniku hydroxypropylového substituentu. Zavedení hydroxypropylové skupiny zlepšuje rozpustnost a hydratační schopnost HPMC, což také činí její výrobní proces složitějším a mírně dražším než u MC.
4. Rozdíly v aplikačních oblastech
Pole stavebních materiálů
MC: MC se často používá ve stavebních materiálech, zejména jako zahušťovadlo, prostředek zadržující vodu a lepidlo v suché maltě a tmelu. Avšak díky svým vlastnostem tepelné gelovatění může MC selhat v prostředí s vysokou teplotou.
HPMC: HPMC se více používá ve stavebnictví. Protože má také dobrou stabilitu v prostředí s vysokou teplotou, je vhodnější pro scénáře, které vyžadují vyšší teplotní toleranci, jako jsou lepidla na dlaždice, izolační malty a samonivelační podlahy. .
Farmaceutické a potravinářské obory
MC: Methylcelulóza se běžně používá jako dezintegrační činidlo a zahušťovadlo tablet ve farmaceutických přípravcích. Používá se také v některých potravinách jako zahušťovadlo a doplněk vlákniny.
HPMC: HPMC má více výhod ve farmaceutické oblasti. Kvůli své stabilnější rozpustnosti a dobré biokompatibilitě se často používá ve filmových materiálech s prodlouženým uvolňováním a obalech kapslí pro léky. Kromě toho je HPMC také široce používána v potravinářském průmyslu, zejména při výrobě vegetariánských kapslí.
Sektor nátěrů a barev
MC: MC má lepší zahušťovací a filmotvorné účinky, ale jeho stabilita a schopnost úpravy viskozity v roztoku nejsou tak dobré jako HPMC.
HPMC: HPMC je široce používán v průmyslu nátěrových hmot díky svým vynikajícím zahušťovacím, emulgačním a filmotvorným vlastnostem, zejména jako zahušťovadlo a vyrovnávací činidlo v nátěrech na vodní bázi, což může výrazně zlepšit konstrukční výkon a povrch nátěru . Účinek.
5. Ochrana životního prostředí a bezpečnost
MC i HPMC jsou modifikované z přírodní celulózy a mají dobrou biologickou odbouratelnost a ochranu životního prostředí. Oba jsou netoxické a neškodné při použití a splňují požadavky na ochranu životního prostředí, takže jsou velmi bezpečné pro použití v oblasti potravin, léčiv a kosmetiky.
Ačkoli jsou methylcelulóza (MC) a hydroxypropylmethylcelulóza (HPMC) podobné v chemické struktuře, v důsledku různých skupin substituentů se liší jejich rozpustnost, tepelná gelovatelnost, povrchová aktivita, výrobní proces a aplikace. Jsou zřejmé rozdíly v oborech a dalších aspektech. MC je vhodný pro prostředí s nízkou teplotou a jednodušší požadavky na zahušťování a zadržování vody, zatímco HPMC je vhodnější pro složité průmyslové, farmaceutické a stavební aplikace díky své dobré rozpustnosti a tepelné stabilitě.
Čas odeslání: 25. října 2024