ความแตกต่างระหว่างเมทิลเซลลูโลสและไฮดรอกซีโพรพิลเมทิลเซลลูโลสคืออะไร?

เมทิลเซลลูโลส (MC) และไฮดรอกซีโพรพิลเมทิลเซลลูโลส (HPMC) เป็นอนุพันธ์ของเซลลูโลสสองชนิดที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรม การก่อสร้าง ยา อาหาร และสาขาอื่นๆ แม้ว่าโครงสร้างจะคล้ายกัน แต่ก็มีคุณสมบัติที่แตกต่างกัน และมีความแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญในการใช้งานและกระบวนการผลิต

1. ความแตกต่างในโครงสร้างทางเคมี

เมธิลเซลลูโลส (MC) และไฮดรอกซีโพรพิลเมทิลเซลลูโลส (HPMC) ทั้งคู่ได้มาจากเซลลูโลสธรรมชาติและเป็นสารประกอบอีเทอร์เซลลูโลสดัดแปลงทางเคมี แต่ความแตกต่างส่วนใหญ่อยู่ที่ประเภทและจำนวนกลุ่มทดแทน

เมทิลเซลลูโลส (MC)
MC ผลิตขึ้นโดยการแทนที่หมู่ไฮดรอกซิลบนเซลลูโลสด้วยหมู่เมทิล (เช่น -OCH₃) โครงสร้างทางเคมีของ MC ส่วนใหญ่ประกอบด้วยกลุ่มทดแทนเมทิลบนสายโซ่หลักของเซลลูโลส และอัตราการทดแทนจะส่งผลต่อความสามารถในการละลายและคุณสมบัติของมัน โดยทั่วไป MC จะละลายได้ในน้ำเย็นแต่ไม่ละลายในน้ำร้อน

ไฮดรอกซีโพรพิลเมทิลเซลลูโลส (HPMC)
HPMC ถูกดัดแปลงเพิ่มเติมโดยใช้เมทิลเซลลูโลส โดยการแทนที่ส่วนหนึ่งของหมู่ไฮดรอกซิลด้วยเมทิล (-CH₃) และไฮดรอกซีโพรพิล (-CH₂CH(OH)CH₃) เมื่อเปรียบเทียบกับ MC โครงสร้างโมเลกุลของ HPMC นั้นซับซ้อนกว่า ความสามารถในการชอบน้ำและการไม่ชอบน้ำนั้นมีความสมดุลอย่างดี และสามารถละลายได้ทั้งในน้ำเย็นและน้ำร้อน

2. ความแตกต่างในคุณสมบัติทางกายภาพและเคมีในการละลาย

MC: โดยทั่วไปเมทิลเซลลูโลสมีความสามารถในการละลายได้ดีในน้ำเย็น แต่จะก่อตัวเป็นเจลเมื่ออุณหภูมิสูงขึ้น ในน้ำร้อน MC จะไม่ละลาย ก่อตัวเป็นเจลระบายความร้อน
HPMC: ไฮดรอกซีโพรพิลเมทิลเซลลูโลสสามารถละลายได้สม่ำเสมอในน้ำเย็นและน้ำร้อน มีช่วงอุณหภูมิการละลายที่กว้าง และความสามารถในการละลายมีความเสถียรมากกว่า MC

ความสามารถในการเจลด้วยความร้อน
MC: MC มีคุณสมบัติการก่อเจลด้วยความร้อนที่แข็งแกร่ง เมื่ออุณหภูมิสูงขึ้นถึงระดับหนึ่งจะเกิดเป็นเจลและสูญเสียความสามารถในการละลายไป ลักษณะนี้ทำให้มีการใช้งานพิเศษในอุตสาหกรรมก่อสร้างและยา
HPMC: HPMC ยังมีคุณสมบัติในการก่อเจลด้วยความร้อน แต่อุณหภูมิในการสร้างเจลจะสูงกว่าและความเร็วในการสร้างเจลจะช้าลง เมื่อเปรียบเทียบกับ MC แล้ว คุณสมบัติของเจลระบายความร้อนของ HPMC สามารถควบคุมได้ดีกว่า ดังนั้นจึงได้เปรียบมากกว่าในการใช้งานที่ต้องการความเสถียรของอุณหภูมิที่สูงขึ้น

กิจกรรมพื้นผิว
MC: MC มีกิจกรรมพื้นผิวต่ำ แม้ว่าจะสามารถใช้เป็นอิมัลซิไฟเออร์หรือสารเพิ่มความหนาได้ในบางการใช้งาน แต่ผลที่ได้ก็ไม่สำคัญเท่ากับ HPMC
HPMC: HPMC มีกิจกรรมพื้นผิวที่แข็งแกร่งขึ้น โดยเฉพาะอย่างยิ่งการแนะนำกลุ่มไฮดรอกซีโพรพิล ซึ่งทำให้ง่ายต่อการแยกเป็นน้ำ แขวนลอย และทำให้ข้นในสารละลาย ดังนั้นจึงมีการใช้กันอย่างแพร่หลายเป็นสารเติมแต่งในสารเคลือบและวัสดุก่อสร้าง

ความทนทานต่อเกลือและความคงตัวของค่า pH
MC: เมทิลเซลลูโลสมีความทนทานต่อเกลือต่ำ และมีแนวโน้มที่จะเกิดการตกตะกอนในสภาพแวดล้อมที่มีเกลือสูง มีความคงตัวต่ำในสภาพแวดล้อมที่เป็นกรดและด่าง และได้รับผลกระทบจากค่า pH ได้ง่าย
HPMC: เนื่องจากมีส่วนประกอบทดแทนไฮดรอกซีโพรพิล ความทนทานต่อเกลือของ HPMC จึงดีกว่า MC อย่างมาก และสามารถรักษาความสามารถในการละลายและความเสถียรที่ดีในช่วง pH ที่กว้าง ดังนั้นจึงเหมาะสำหรับสภาพแวดล้อมทางเคมีต่างๆ

3. ความแตกต่างในกระบวนการผลิต

การผลิตเอ็มซี
เมทิลเซลลูโลสผลิตโดยปฏิกิริยาเมทิลเลชั่นของเซลลูโลส โดยปกติจะใช้เมทิลคลอไรด์เพื่อทำปฏิกิริยากับเซลลูโลสอัลคาไลน์เพื่อแทนที่หมู่ไฮดรอกซิลในโมเลกุลเซลลูโลส กระบวนการนี้จำเป็นต้องมีการควบคุมสภาวะของปฏิกิริยาเพื่อให้แน่ใจว่ามีการทดแทนในระดับที่เหมาะสม ซึ่งส่งผลต่อความสามารถในการละลายและคุณสมบัติทางเคมีกายภาพอื่นๆ ของผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้าย

การผลิต HPMC
การผลิต HPMC ขึ้นอยู่กับเมทิลเลชั่นและเพิ่มปฏิกิริยาไฮดรอกซีโพรพิเลชัน นั่นคือหลังจากปฏิกิริยาเมทิลเลชั่นของเมทิลคลอไรด์ โพรพิลีนออกไซด์จะทำปฏิกิริยากับเซลลูโลสเพื่อสร้างส่วนประกอบทดแทนไฮดรอกซีโพรพิล การแนะนำกลุ่มไฮดรอกซีโพรพิลช่วยเพิ่มความสามารถในการละลายและความสามารถในการให้ความชุ่มชื้นของ HPMC ซึ่งทำให้กระบวนการผลิตมีความซับซ้อนมากขึ้นและมีต้นทุนสูงกว่า MC เล็กน้อย

4. ความแตกต่างในสาขาการสมัคร

สาขาวัสดุก่อสร้าง
MC: MC มักใช้ในวัสดุก่อสร้าง โดยเฉพาะอย่างยิ่งเป็นสารเพิ่มความหนา สารกักเก็บน้ำ และกาวในปูนแห้งและผงสำหรับอุดรู อย่างไรก็ตาม เนื่องจากคุณสมบัติการก่อเจลด้วยความร้อน MC อาจล้มเหลวในสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิสูง
HPMC: HPMC ใช้กันอย่างแพร่หลายในด้านการก่อสร้าง เนื่องจากมีเสถียรภาพที่ดีในสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิสูง จึงเหมาะสำหรับสถานการณ์ที่ต้องการความทนทานต่ออุณหภูมิที่สูงกว่า เช่น กาวปูกระเบื้อง ปูนฉนวน และพื้นปรับระดับได้เอง -

สาขาเภสัชกรรมและอาหาร
MC: เมทิลเซลลูโลสมักใช้เป็นสารช่วยแตกตัวและสารเพิ่มความข้นสำหรับยาเม็ดในการเตรียมยา นอกจากนี้ยังใช้ในอาหารบางชนิดเป็นสารเพิ่มความข้นและเสริมใยอาหาร
HPMC: HPMC มีข้อได้เปรียบมากกว่าในด้านเภสัชกรรม เนื่องจากความสามารถในการละลายที่เสถียรกว่าและความเข้ากันได้ทางชีวภาพที่ดี จึงมักใช้ในวัสดุฟิล์มที่มีการปลดปล่อยอย่างยั่งยืนและเปลือกแคปซูลสำหรับยา นอกจากนี้ HPMC ยังใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมอาหาร โดยเฉพาะอย่างยิ่งในการผลิตแคปซูลมังสวิรัติ

ภาคการเคลือบและสี
MC: MC มีความหนาและสร้างฟิล์มได้ดีกว่า แต่ความสามารถในการปรับความเสถียรและความหนืดในสารละลายนั้นไม่ดีเท่ากับ HPMC
HPMC: HPMC ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมสีและสีเนื่องจากมีคุณสมบัติในการทำให้หนา การทำให้เป็นอิมัลชัน และการขึ้นรูปฟิล์มได้ดีเยี่ยม โดยเฉพาะอย่างยิ่งในฐานะสารเพิ่มความหนาและการปรับระดับในการเคลือบแบบน้ำ ซึ่งสามารถปรับปรุงประสิทธิภาพการก่อสร้างและพื้นผิวของการเคลือบได้อย่างมีนัยสำคัญ . ผล.

5. การคุ้มครองสิ่งแวดล้อมและความปลอดภัย

ทั้ง MC และ HPMC ได้รับการดัดแปลงจากเซลลูโลสธรรมชาติ และมีคุณสมบัติในการย่อยสลายทางชีวภาพและรักษาสิ่งแวดล้อมได้ดี ทั้งสองชนิดไม่เป็นพิษและไม่เป็นอันตรายในการใช้งาน และเป็นไปตามข้อกำหนดด้านการคุ้มครองสิ่งแวดล้อม ดังนั้นจึงปลอดภัยมากที่จะใช้ในด้านอาหาร ยา และเครื่องสำอาง

แม้ว่าเมทิลเซลลูโลส (MC) และไฮดรอกซีโพรพิลเมทิลเซลลูโลส (HPMC) จะมีโครงสร้างทางเคมีคล้ายคลึงกัน เนื่องจากกลุ่มส่วนประกอบที่แตกต่างกัน ความสามารถในการละลาย ความสามารถในการเจลด้วยความร้อน กิจกรรมของพื้นผิว กระบวนการผลิตและการใช้งานจึงแตกต่างกัน มีความแตกต่างที่ชัดเจนในด้านต่างๆ และด้านอื่นๆ MC เหมาะสำหรับสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิต่ำและมีความต้องการการทำให้หนาขึ้นและการกักเก็บน้ำที่ง่ายกว่า ในขณะที่ HPMC เหมาะสำหรับการใช้งานทางอุตสาหกรรม ยา และการก่อสร้างที่ซับซ้อนมากกว่า เนื่องจากมีความสามารถในการละลายที่ดีและมีเสถียรภาพทางความร้อน