La metilcellulosa (MC) è un comune materiale polimerico sintetizzato chimicamente, un etere di cellulosa modificato ottenuto dalla metilazione della cellulosa naturale. Grazie alle sue particolari proprietà fisiche e chimiche, è ampiamente utilizzata in edilizia, industria alimentare, farmaceutica, cosmetica, cartaria e nei rivestimenti.
1. Classificazione per grado di sostituzione
Il grado di sostituzione (DS) si riferisce al valore medio dei gruppi ossidrilici sostituiti da gruppi metilici su ciascuna unità di glucosio nella metilcellulosa. Ci sono 3 gruppi ossidrilici su ciascun anello di glucosio della molecola di cellulosa che possono essere sostituiti da gruppi metilici. Pertanto, il grado di sostituzione della metilcellulosa può variare da 0 a 3. In base al grado di sostituzione, la metilcellulosa può essere suddivisa in due categorie: ad alto grado di sostituzione e a basso grado di sostituzione.
Metilcellulosa ad alto grado di sostituzione (DS > 1,5): questo tipo di prodotto presenta un elevato grado di sostituzione metilica, risultando quindi più idrofobico, con una minore solubilità e una buona resistenza all'acqua. Viene spesso utilizzato in materiali da costruzione, rivestimenti e altre applicazioni che richiedono un certo grado di idrofobicità.
Metilcellulosa a basso grado di sostituzione (DS < 1,5): grazie alla minore sostituzione di metile, questo tipo di prodotto è più idrofilo, ha una migliore solubilità e può essere disciolto in acqua fredda. La metilcellulosa a basso grado di sostituzione è ampiamente utilizzata nell'industria alimentare e farmaceutica come addensante, emulsionante e stabilizzante.
2. Classificazione per uso
In base all'impiego della metilcellulosa nei diversi campi, si può suddividere in due categorie: metilcellulosa industriale e metilcellulosa alimentare e farmaceutica.
Metilcellulosa industriale: utilizzata principalmente nell'edilizia, nei rivestimenti, nella fabbricazione della carta, nella ceramica e in altri settori come addensante, adesivo, filmogeno, agente di ritenzione idrica, ecc. Nell'edilizia, la metilcellulosa è utilizzata nei prodotti in cemento e gesso per migliorare le prestazioni e la durata delle costruzioni; nell'industria dei rivestimenti, la metilcellulosa può aumentare la stabilità e la disperdibilità dei rivestimenti.
Metilcellulosa alimentare e farmaceutica: grazie alle sue proprietà atossiche e innocue, la metilcellulosa viene utilizzata come additivo in alimenti e medicinali. In ambito alimentare, la metilcellulosa è un comune addensante ed emulsionante in grado di stabilizzare la struttura degli alimenti e prevenirne la stratificazione o la separazione; in campo farmaceutico, la metilcellulosa può essere utilizzata come involucro per capsule, come vettore di farmaci e svolge anche la funzione di farmaci a rilascio prolungato. La sua commestibilità e sicurezza rendono la metilcellulosa molto popolare in questi due settori.
3. Classificazione per solubilità
In base alla solubilità, la metilcellulosa si divide principalmente in due categorie: solubile in acqua fredda e solubile in solventi organici.
Metilcellulosa solubile in acqua fredda: questo tipo di metilcellulosa può essere sciolto in acqua fredda per formare una soluzione trasparente e viscosa dopo la dissoluzione. Viene spesso utilizzato nell'industria alimentare e farmaceutica come addensante o filmogeno. La solubilità di questo tipo di metilcellulosa diminuisce con l'aumentare della temperatura, quindi questa caratteristica può essere utilizzata per il controllo delle costruzioni edili.
Metilcellulosa solubile in solventi organici: questo tipo di metilcellulosa può essere sciolto in solventi organici ed è spesso utilizzato in vernici, rivestimenti e altri settori industriali che richiedono mezzi in fase organica. Grazie alle sue buone proprietà filmogene e alla resistenza chimica, è adatto all'uso in condizioni industriali difficili.
4. Classificazione in base al peso molecolare (viscosità)
Il peso molecolare della metilcellulosa ha un effetto significativo sulle sue proprietà fisiche, in particolare sulla viscosità in soluzione. In base al peso molecolare, la metilcellulosa può essere suddivisa in metilcellulosa a bassa e metilcellulosa ad alta viscosità.
Metilcellulosa a bassa viscosità: il peso molecolare è relativamente piccolo e la viscosità della soluzione è bassa. Viene spesso utilizzata in ambito alimentare, medico e cosmetico, principalmente per emulsioni, sospensioni e addensanti. La metilcellulosa a bassa viscosità può mantenere una buona fluidità e uniformità ed è adatta per applicazioni che richiedono soluzioni a bassa viscosità.
Metilcellulosa ad alta viscosità: ha un elevato peso molecolare e forma una soluzione ad alta viscosità dopo la dissoluzione. Viene spesso utilizzata in materiali edili, rivestimenti e adesivi industriali. La metilcellulosa ad alta viscosità può aumentare efficacemente la resistenza meccanica, la resistenza all'usura e l'adesione della soluzione, quindi è ampiamente utilizzata in materiali che richiedono elevata resistenza meccanica e all'usura.
5. Classificazione per grado di modificazione chimica
La metilcellulosa è un derivato della cellulosa modificato chimicamente. A seconda del metodo e del grado di modificazione, può essere suddivisa in metilcellulosa singola e cellulosa modificata composita.
Metilcellulosa singola: si riferisce agli eteri di cellulosa che presentano solo sostituzione metilica. Questo tipo di prodotto presenta proprietà fisiche e chimiche relativamente stabili, e le sue proprietà di solubilità, addensamento e filmazione sono relativamente buone.
Cellulosa modificata composita: oltre alla metilazione, viene ulteriormente trattata chimicamente, come idrossipropilazione, etilazione, ecc., per formare un prodotto modificato composito. Ad esempio, l'idrossipropilmetilcellulosa (HPMC) e la carbossimetilcellulosa (CMC). Queste cellulose modificate composite presentano solitamente una migliore solubilità in acqua, resistenza al calore e stabilità, e possono adattarsi a una più ampia gamma di esigenze industriali.
6. Classificazione per settore applicativo
L'ampio utilizzo della metilcellulosa consente di classificarla in base alle sue caratteristiche applicative nei diversi settori industriali.
Metilcellulosa per l'industria edile: utilizzata principalmente nei materiali a base di cemento e gesso come agente trattenente e addensante. Può migliorare l'operabilità dei materiali da costruzione, prevenire la perdita d'acqua precoce e aumentare la resistenza meccanica dei prodotti finiti.
Metilcellulosa per l'industria alimentare: come emulsionante, addensante e stabilizzante nella lavorazione degli alimenti. Può prevenire la perdita d'acqua, migliorare il sapore e la struttura degli alimenti e aumentarne la conservabilità.
Metilcellulosa per l'industria farmaceutica: come legante per compresse o come materiale a rilascio prolungato per farmaci. La metilcellulosa può essere utilizzata anche nella preparazione di farmaci gastrointestinali come vettore sicuro ed efficace.
Metilcellulosa nell'industria cosmetica: nei prodotti per la cura della pelle e nei cosmetici, la metilcellulosa è utilizzata come addensante, emulsionante e idratante per aiutare i prodotti a formare una consistenza delicata e liscia, prolungandone al contempo l'effetto idratante.
In sintesi, esistono diversi modi per classificare la metilcellulosa, che può essere classificata in base alle sue caratteristiche strutturali chimiche, ai suoi campi di applicazione e alle sue proprietà di solubilità. Questi diversi metodi di classificazione ci aiutano a comprendere meglio le caratteristiche e le funzioni della metilcellulosa e forniscono anche una base teorica per la sua applicazione in diversi campi.
Data di pubblicazione: 23 ottobre 2024