Methylcellulose (MC) ist ein häufig chemisch synthetisierter Polymerwerkstoff, ein modifizierter Celluloseether, der durch Methylierung natürlicher Cellulose gewonnen wird. Aufgrund seiner besonderen physikalischen und chemischen Eigenschaften findet es breite Anwendung in den Bereichen Bauwesen, Lebensmittel, Medizin, Kosmetik, Papier und Beschichtungen.
1. Klassifizierung nach Substitutionsgrad
Der Substitutionsgrad (DS) gibt den durchschnittlichen Wert der durch Methylgruppen ersetzten Hydroxygruppen an jeder Glucoseeinheit in Methylcellulose an. An jedem Glucosering des Cellulosemoleküls befinden sich drei Hydroxygruppen, die durch Methylgruppen ersetzt werden können. Daher kann der Substitutionsgrad von Methylcellulose zwischen 0 und 3 variieren. Je nach Substitutionsgrad kann Methylcellulose in zwei Kategorien eingeteilt werden: hochgradig und niedriggradig.
Methylcellulose mit hohem Substitutionsgrad (DS > 1,5): Dieser Produkttyp weist einen hohen Methylsubstitutionsgrad auf, ist daher hydrophober, weist eine geringere Löslichkeit und eine gute Wasserbeständigkeit auf. Er wird häufig in Baumaterialien, Beschichtungen und anderen Anwendungen eingesetzt, die ein gewisses Maß an Hydrophobie erfordern.
Niedrig substituierte Methylcellulose (DS < 1,5): Aufgrund der geringeren Methylsubstitution ist dieser Produkttyp hydrophiler, besser löslich und kann in kaltem Wasser gelöst werden. Niedrig substituierte Methylcellulose wird in der Lebensmittel- und Pharmaindustrie häufig als Verdickungsmittel, Emulgator und Stabilisator verwendet.
2. Klassifizierung nach Verwendung
Je nach Verwendungszweck der Methylcellulose in verschiedenen Bereichen kann sie in zwei Kategorien unterteilt werden: industrielle Methylcellulose und Methylcellulose für Lebensmittel und Pharmazeutika.
Industrielle Methylcellulose: Wird hauptsächlich in der Bau-, Beschichtungs-, Papier- und Keramikindustrie sowie in anderen Branchen als Verdickungsmittel, Klebstoff, Filmbildner, Wasserrückhaltemittel usw. verwendet. In der Bauindustrie wird Methylcellulose in Zement- und Gipsprodukten verwendet, um die Konstruktionsleistung und Haltbarkeit zu verbessern. In der Beschichtungsindustrie kann Methylcellulose die Stabilität und Dispergierbarkeit von Beschichtungen erhöhen.
Methylcellulose für Lebensmittel und Pharmazeutika: Aufgrund ihrer ungiftigen und unbedenklichen Eigenschaften wird Methylcellulose als Zusatzstoff in Lebensmitteln und Medikamenten verwendet. In Lebensmitteln ist Methylcellulose ein gängiges Verdickungsmittel und Emulgator, das die Lebensmittelstruktur stabilisieren und Schichtung oder Trennung verhindern kann. Im pharmazeutischen Bereich kann Methylcellulose als Kapselhülle und Arzneimittelträger verwendet werden und dient auch zur Verabreichung von Retardpräparaten. Aufgrund ihrer Essbarkeit und Sicherheit ist Methylcellulose in diesen beiden Bereichen sehr beliebt.
3. Klassifizierung nach Löslichkeit
Methylcellulose wird hinsichtlich ihrer Löslichkeit hauptsächlich in zwei Kategorien unterteilt: in kaltem Wasser lösliche Art und in organischen Lösungsmitteln lösliche Art.
Kaltwasserlösliche Methylcellulose: Diese Art von Methylcellulose kann in kaltem Wasser gelöst werden und bildet nach dem Auflösen eine transparente, viskose Lösung. Sie wird häufig in der Lebensmittel- und Pharmaindustrie als Verdickungsmittel oder Filmbildner eingesetzt. Die Löslichkeit dieser Methylcellulose nimmt mit steigender Temperatur ab, sodass diese Eigenschaft in der Bauindustrie zur Konstruktionskontrolle genutzt werden kann.
In organischen Lösungsmitteln lösliche Methylcellulose: Diese Art von Methylcellulose kann in organischen Lösungsmitteln gelöst werden und wird häufig in Farben, Beschichtungen und anderen Industriebereichen eingesetzt, die organische Phasenmedien erfordern. Aufgrund ihrer guten Filmbildungseigenschaften und chemischen Beständigkeit eignet sie sich für den Einsatz unter rauen Industriebedingungen.
4. Klassifizierung nach Molekulargewicht (Viskosität)
Das Molekulargewicht von Methylcellulose hat einen erheblichen Einfluss auf ihre physikalischen Eigenschaften, insbesondere auf die Viskosität in der Lösung. Je nach Molekulargewicht kann Methylcellulose in niedrigviskose und hochviskose Typen unterteilt werden.
Methylcellulose mit niedriger Viskosität: Das Molekulargewicht ist relativ gering und die Lösungsviskosität niedrig. Sie wird häufig in Lebensmitteln, Medikamenten und Kosmetika verwendet, hauptsächlich zur Emulgierung, Suspension und Verdickung. Methylcellulose mit niedriger Viskosität behält eine gute Fließfähigkeit und Gleichmäßigkeit und eignet sich für Anwendungen, die Lösungen mit niedriger Viskosität erfordern.
Hochviskose Methylcellulose: Sie hat ein hohes Molekulargewicht und bildet nach dem Auflösen eine hochviskose Lösung. Sie wird häufig in Baumaterialien, Beschichtungen und Industrieklebstoffen verwendet. Hochviskose Methylcellulose kann die mechanische Festigkeit, Verschleißfestigkeit und Haftung der Lösung effektiv erhöhen und wird daher häufig in Materialien eingesetzt, die eine hohe Festigkeit und Verschleißfestigkeit erfordern.
5. Klassifizierung nach Grad der chemischen Modifikation
Methylcellulose ist ein chemisch modifiziertes Cellulosederivat. Je nach Modifizierungsmethode und -grad kann sie in einfache Methylcellulose und zusammengesetzte modifizierte Cellulose unterteilt werden.
Einfachmethylcellulose: Bezieht sich auf Celluloseether, die ausschließlich Methyl-substituiert sind. Dieser Produkttyp weist relativ stabile physikalische und chemische Eigenschaften auf und seine Löslichkeits-, Verdickungs- und Filmbildungseigenschaften sind relativ gut.
Kompositmodifizierte Cellulose: Zusätzlich zur Methylierung wird sie weiteren chemischen Behandlungen wie Hydroxypropylierung und Ethylierung unterzogen, um ein kompositmodifiziertes Produkt zu bilden. Beispiele hierfür sind Hydroxypropylmethylcellulose (HPMC) und Carboxymethylcellulose (CMC). Diese kompositmodifizierten Cellulosen weisen in der Regel eine bessere Wasserlöslichkeit, Hitzebeständigkeit und Stabilität auf und können an ein breiteres Spektrum industrieller Anforderungen angepasst werden.
6. Klassifizierung nach Anwendungsbranche
Die breite Anwendung von Methylcellulose ermöglicht eine Klassifizierung nach ihren Anwendungseigenschaften in verschiedenen Branchen.
Methylcellulose für die Bauindustrie: Wird hauptsächlich in zement- und gipsbasierten Materialien als Wasserspeicher und Verdickungsmittel verwendet. Sie kann die Funktionsfähigkeit von Baustoffen verbessern, frühzeitigen Wasserverlust verhindern und die mechanische Festigkeit fertiger Produkte erhöhen.
Methylcellulose in der Lebensmittelindustrie: Als Emulgator, Verdickungsmittel und Stabilisator in der Lebensmittelverarbeitung. Es kann Wasserverlust verhindern, den Geschmack und die Struktur von Lebensmitteln verbessern und die Haltbarkeit von Lebensmitteln verlängern.
Methylcellulose in der Pharmaindustrie: Als Tablettenbinder oder Retardpräparat für Arzneimittel. Methylcellulose kann auch bei der Herstellung von Magen-Darm-Medikamenten als sicherer und wirksamer Arzneimittelträger verwendet werden.
Methylcellulose in der Kosmetikindustrie: In Hautpflegeprodukten und Kosmetika wird Methylcellulose als Verdickungsmittel, Emulgator und Feuchtigkeitsspender verwendet, um den Produkten zu einer zarten und glatten Textur zu verhelfen und gleichzeitig die feuchtigkeitsspendende Wirkung zu verlängern.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass Methylcellulose vielfältig klassifiziert werden kann. Sie kann nach ihren chemischen Strukturmerkmalen, ihren Anwendungsgebieten und Löslichkeitseigenschaften eingeteilt werden. Diese verschiedenen Klassifizierungsmethoden helfen uns, die Eigenschaften und Funktionen von Methylcellulose besser zu verstehen und bieten zudem eine theoretische Grundlage für ihre Anwendung in verschiedenen Bereichen.
Veröffentlichungszeit: 23. Oktober 2024