Метилцелюлоза (MC) і гідроксипропілметилцелюлоза (HPMC) є двома похідними целюлози, які широко використовуються в промисловості, будівництві, фармацевтиці, харчових продуктах та інших галузях. Незважаючи на те, що вони схожі за структурою, вони мають різні властивості, а також значні відмінності у застосуванні та виробничих процесах.
1. Відмінності в хімічній будові
Метилцелюлоза (MC) і гідроксипропілметилцелюлоза (HPMC) є похідними природної целюлози та є хімічно модифікованими ефірними сполуками целюлози. Але їх відмінність в основному полягає в типі і кількості груп-замісників.
Метилцелюлоза (MC)
MC виробляється шляхом заміни гідроксильних груп целюлози на метильні групи (тобто -OCH3). Хімічна структура MC в основному складається з метильних груп-замісників у головному ланцюзі целюлози, і швидкість його заміщення впливає на його розчинність і властивості. MC зазвичай розчиняється в холодній воді, але не в гарячій воді.
Гідроксипропілметилцелюлоза (HPMC)
HPMC додатково модифікується на основі метилцелюлози шляхом заміни частини гідроксильних груп на метил (-CH₃) і гідроксипропіл (-CH₂CH(OH)CH3). Порівняно з MC, молекулярна структура HPMC більш складна, її гідрофільність і гідрофобність добре збалансовані, і він може бути розчинним як у холодній, так і в гарячій воді.
2. Відмінності фізико-хімічних властивостей розчинності
MC: Метилцелюлоза зазвичай добре розчиняється в холодній воді, але при підвищенні температури утворює гель. У гарячій воді МЦ стає нерозчинним, утворюючи термогель.
HPMC: гідроксипропілметилцелюлоза може бути рівномірно розчинена в холодній і гарячій воді, має широкий діапазон температур розчинення, і її розчинність більш стабільна, ніж MC.
Термічна гелеутворюваність
MC: MC має сильні властивості термічного гелеутворення. Коли температура піднімається до певного рівня, він утворює гель і втрачає свою розчинність. Ця характеристика робить його особливим використанням у будівельній та фармацевтичній промисловості.
HPMC: HPMC також має певні термічні гелеутворювальні властивості, але його температура гелеутворення вища, а швидкість гелеутворення нижча. Порівняно з MC, властивості термічного гелю HPMC є більш керованими і, отже, більш вигідними у застосуваннях, які вимагають більш високої температурної стабільності.
Поверхнева активність
MC: MC має низьку поверхневу активність. Хоча його можна використовувати як певний емульгатор або загусник у деяких застосуваннях, ефект не такий значний, як HPMC.
HPMC: HPMC має сильнішу поверхневу активність, особливо введення гідроксипропілової групи, що полегшує емульгування, суспендування та згущення в розчині. Тому він широко використовується як добавка в покриття та будівельні матеріали.
Сольостійкість і стабільність pH
MC: Метилцелюлоза погано переносить сіль і схильна до осадження в середовищах з високим вмістом солі. Він має погану стабільність у кислотних і лужних середовищах і легко піддається впливу значення pH.
ГПМЦ: завдяки наявності гідроксипропілового замісника стійкість до солі ГПМЦ значно краща, ніж МС, і він може підтримувати хорошу розчинність і стабільність у широкому діапазоні рН, тому він підходить для різних хімічних середовищ.
3. Відмінності у виробничих процесах
Виробництво МК
Метилцелюлоза виробляється шляхом реакції метилювання целюлози, зазвичай з використанням метилхлориду для реакції з лужною целюлозою для заміни гідроксильних груп у молекулах целюлози. Цей процес вимагає контролю умов реакції для забезпечення відповідного ступеня заміщення, що впливає на розчинність та інші фізико-хімічні властивості кінцевого продукту.
Виробництво HPMC
Виробництво HPMC базується на метилюванні та додає реакцію гідроксипропілювання. Тобто після реакції метилювання метилхлориду пропіленоксид реагує з целюлозою з утворенням гідроксипропілового замісника. Введення гідроксипропілової групи покращує розчинність і здатність до гідратації ГПМЦ, що також робить процес його виробництва більш складним і трохи дорожчим, ніж МК.
4. Відмінності в сферах застосування
Сфера будівельних матеріалів
MC: MC часто використовується в будівельних матеріалах, особливо як загущувач, водоутримуючий агент і клей у сухому розчині та шпаклівці. Однак через свої термічні гелеутворювальні властивості MC може вийти з ладу в умовах високої температури.
HPMC: HPMC більш широко використовується в галузі будівництва. Оскільки він також має добру стабільність у середовищі з високою температурою, він більше підходить для сценаріїв, які вимагають більш високої стійкості до температури, наприклад клеїв для плитки, ізоляційних розчинів та наливних підлог. .
Фармацевтична та харчова галузі
MC: Метилцелюлоза зазвичай використовується як розпушувач і загусник для таблеток у фармацевтичних препаратах. Він також використовується в деяких харчових продуктах як загусник і добавка клітковини.
HPMC: HPMC має більше переваг у фармацевтичній галузі. Через його більш стабільну розчинність і хорошу біосумісність його часто використовують у плівкових матеріалах із уповільненим вивільненням і оболонках капсул для ліків. Крім того, HPMC також широко використовується в харчовій промисловості, особливо у виробництві вегетаріанських капсул.
Сектор покриттів і фарб
MC: MC має кращий ефект загущення та плівкоутворення, але його стабільність і здатність регулювати в’язкість у розчині не такі хороші, як HPMC.
HPMC: HPMC широко використовується у лакофарбовій промисловості завдяки своїм чудовим властивостям загущення, емульгування та плівкоутворення, особливо як загусник і вирівнювач у покриттях на водній основі, що може значно покращити конструкцію та поверхню покриття. . Ефект.
5. Охорона навколишнього середовища та безпека
І MC, і HPMC модифіковані з натуральної целюлози та мають гарну здатність до біологічного розкладання та захист навколишнього середовища. Обидва нетоксичні та нешкідливі у використанні та відповідають вимогам охорони навколишнього середовища, тому їх дуже безпечно використовувати в харчовій, фармацевтичній та косметиці.
Хоча метилцелюлоза (MC) і гідроксипропілметилцелюлоза (HPMC) схожі за хімічною структурою, через різні групи замісників їхня розчинність, термічна гелеутворення, поверхнева активність, процес виробництва та застосування відрізняються. Є очевидні відмінності в сферах та інших аспектах. MC підходить для середовищ із низькими температурами та більш простими вимогами до згущення та утримання води, тоді як HPMC більше підходить для складних промислових, фармацевтичних та будівельних застосувань завдяки своїй хорошій розчинності та термічній стабільності.
Час публікації: 25 жовтня 2024 р