Metil selulosa (MC) dan hidroksipropil metil selulosa (HPMC) merupakan dua turunan selulosa yang banyak digunakan dalam industri, konstruksi, farmasi, makanan dan bidang lainnya. Meskipun strukturnya serupa, namun memiliki sifat yang berbeda dan terdapat perbedaan yang signifikan dalam aplikasi dan proses produksi.
1. Perbedaan struktur kimia
Metilselulosa (MC) dan hidroksipropilmetilselulosa (HPMC) keduanya berasal dari selulosa alami dan merupakan senyawa selulosa eter yang dimodifikasi secara kimia. Namun perbedaannya terutama terletak pada jenis dan jumlah kelompok substituen.
Metil selulosa (MC)
MC diproduksi dengan mengganti gugus hidroksil pada selulosa dengan gugus metil (yaitu -OCH₃). Struktur kimia MC terutama terdiri dari gugus substituen metil pada rantai utama selulosa, dan laju substitusinya mempengaruhi kelarutan dan sifat-sifatnya. MC umumnya larut dalam air dingin tetapi tidak larut dalam air panas.
Hidroksipropil metilselulosa (HPMC)
HPMC dimodifikasi lebih lanjut berdasarkan metilselulosa, dengan mengganti sebagian gugus hidroksil dengan metil (-CH₃) dan hidroksipropil (-CH₂CH(OH)CH₃). Dibandingkan dengan MC, struktur molekul HPMC lebih kompleks, hidrofilisitas dan hidrofobisitasnya seimbang, dan dapat larut dalam air dingin dan panas.
2. Perbedaan sifat fisika dan kimia kelarutan
MC: Metilselulosa umumnya mempunyai kelarutan yang baik dalam air dingin, namun akan membentuk gel bila suhu naik. Dalam air panas, MC menjadi tidak larut, membentuk gel termal.
HPMC: Hidroksipropil metilselulosa dapat dilarutkan secara seragam dalam air dingin dan panas, memiliki kisaran suhu pelarutan yang luas, dan kelarutannya lebih stabil dibandingkan MC.
Kemampuan gel termal
MC: MC memiliki sifat pembentuk gel termal yang kuat. Ketika suhu naik sampai tingkat tertentu, ia akan membentuk gel dan kehilangan kelarutannya. Karakteristik ini membuatnya mempunyai kegunaan khusus dalam industri konstruksi dan farmasi.
HPMC: HPMC juga memiliki sifat pembentuk gel termal tertentu, namun suhu pembentukan gelnya lebih tinggi dan kecepatan pembentukan gelnya lebih lambat. Dibandingkan dengan MC, sifat gel termal HPMC lebih dapat dikontrol sehingga lebih menguntungkan dalam aplikasi yang memerlukan stabilitas suhu lebih tinggi.
Aktivitas permukaan
MC: MC memiliki aktivitas permukaan yang rendah. Meskipun dapat digunakan sebagai pengemulsi atau pengental tertentu dalam beberapa aplikasi, pengaruhnya tidak sebesar HPMC.
HPMC: HPMC memiliki aktivitas permukaan yang lebih kuat, terutama pengenalan gugus hidroksipropil, yang membuatnya lebih mudah untuk mengemulsi, menangguhkan, dan mengental dalam larutan. Oleh karena itu, banyak digunakan sebagai bahan tambahan pada pelapis dan bahan bangunan.
Toleransi garam dan stabilitas pH
MC: Metilselulosa memiliki toleransi garam yang buruk dan rentan terhadap pengendapan di lingkungan dengan garam tinggi. Ia memiliki stabilitas yang buruk di lingkungan asam dan alkali dan mudah dipengaruhi oleh nilai pH.
HPMC: Karena adanya substituen hidroksipropil, toleransi garam HPMC jauh lebih baik daripada MC, dan dapat menjaga kelarutan dan stabilitas yang baik dalam rentang pH yang luas, sehingga cocok untuk berbagai lingkungan kimia.
3. Perbedaan proses produksi
Produksi MC
Metilselulosa diproduksi melalui reaksi metilasi selulosa, biasanya menggunakan metil klorida untuk bereaksi dengan selulosa basa untuk menggantikan gugus hidroksil dalam molekul selulosa. Proses ini memerlukan pengendalian kondisi reaksi untuk memastikan tingkat substitusi yang sesuai, yang mempengaruhi kelarutan dan sifat fisikokimia lainnya dari produk akhir.
Produksi HPMC
Produksi HPMC didasarkan pada metilasi dan menambahkan reaksi hidroksipropilasi. Artinya, setelah reaksi metilasi metil klorida, propilen oksida bereaksi dengan selulosa menghasilkan substituen hidroksipropil. Pengenalan gugus hidroksipropil meningkatkan kelarutan dan kemampuan hidrasi HPMC, yang juga membuat proses produksinya lebih kompleks dan biayanya sedikit lebih tinggi dibandingkan MC.
4. Perbedaan bidang lamaran
Bidang bahan bangunan
MC: MC sering digunakan pada bahan bangunan, terutama sebagai pengental, bahan penahan air dan perekat pada mortar kering dan bubuk dempul. Namun, karena sifat pembentuk gel termalnya, MC mungkin gagal di lingkungan bersuhu tinggi.
HPMC: HPMC lebih banyak digunakan di bidang konstruksi. Karena juga memiliki stabilitas yang baik di lingkungan bersuhu tinggi, maka lebih cocok untuk skenario yang memerlukan toleransi suhu lebih tinggi, seperti perekat ubin, mortar insulasi, dan lantai self-leveling. .
Bidang farmasi dan makanan
MC: Metilselulosa umumnya digunakan sebagai penghancur dan pengental tablet dalam sediaan farmasi. Ini juga digunakan dalam beberapa makanan sebagai pengental dan suplemen serat.
HPMC: HPMC memiliki keunggulan lebih di bidang farmasi. Karena kelarutannya yang lebih stabil dan biokompatibilitasnya yang baik, bahan ini sering digunakan dalam bahan film lepas lambat dan cangkang kapsul untuk obat-obatan. Selain itu HPMC juga banyak digunakan dalam industri makanan khususnya pembuatan kapsul vegetarian.
Sektor pelapis dan cat
MC: MC memiliki efek pengentalan dan pembentukan film yang lebih baik, namun stabilitas dan kemampuan penyesuaian viskositasnya dalam larutan tidak sebaik HPMC.
HPMC: HPMC banyak digunakan dalam industri cat dan cat karena sifat pengental, emulsifikasi dan pembentuk filmnya yang sangat baik, terutama sebagai bahan pengental dan perata pada lapisan berbahan dasar air, yang secara signifikan dapat meningkatkan kinerja konstruksi dan permukaan lapisan. . Memengaruhi.
5. Perlindungan dan keamanan lingkungan
Baik MC maupun HPMC dimodifikasi dari selulosa alami dan memiliki sifat biodegradabilitas dan perlindungan lingkungan yang baik. Keduanya tidak beracun dan tidak berbahaya dalam penggunaan serta memenuhi persyaratan perlindungan lingkungan, sehingga sangat aman digunakan di bidang pangan, farmasi dan kosmetik.
Meskipun metilselulosa (MC) dan hidroksipropilmetilselulosa (HPMC) memiliki struktur kimia yang serupa, karena gugus substituen yang berbeda, kelarutan, kemampuan gel termal, aktivitas permukaan, proses produksi, dan aplikasinya berbeda. Ada perbedaan nyata dalam bidang dan aspek lainnya. MC cocok untuk lingkungan bersuhu rendah dan persyaratan pengentalan dan retensi air yang lebih sederhana, sedangkan HPMC lebih cocok untuk aplikasi industri, farmasi, dan konstruksi yang kompleks karena kelarutannya yang baik dan stabilitas termal.
Waktu posting: 25 Okt-2024