Метилцеллюлоза (или метилцеллюлоза ) — это соединение , полученное из целлюлозы . Она продается под различными торговыми наименованиями и используется в качестве загустителя и эмульгатора в различных пищевых и косметических продуктах, а также в качестве слабительного , увеличивающего объем . Как и целлюлоза, она не усваивается, нетоксична и не является аллергеном . Помимо кулинарного применения, она используется в декоративно-прикладном искусстве, например, в папье-маше , и часто является основным ингредиентом обойного клея.
В 2020 году это был 422-й по частоте назначения препарат в Соединенных Штатах, на него было выписано более 100 000 рецептов. [1]
Метилцеллюлоза имеет широкий спектр применения.
Метилцеллюлоза используется для лечения запоров и классифицируется как слабительное, образующее объем . [2] Он действует за счет увеличения количества стула, что улучшает сокращения кишечника. [2] [3] Эффект обычно наступает в течение трех дней. [2] Его принимают внутрь с достаточным количеством воды. [3] Побочные эффекты могут включать боль в животе. [3]
Он доступен без рецепта . [2] Он продается под торговой маркой Citrucel, среди прочих. [2]
Смазывающие свойства метилцеллюлозы особенно полезны при лечении синдрома сухого глаза . [4] Растворы, содержащие метилцеллюлозу или аналогичные производные целлюлозы, используются в качестве заменителя слез или слюны , если нарушена естественная выработка этих жидкостей. [ необходима цитата ]
Метилцеллюлоза используется в производстве капсул для лекарств ; ее съедобные и нетоксичные свойства обеспечивают вегетарианскую альтернативу использованию желатина . [ необходима ссылка ]
Метилцеллюлозу иногда добавляют в шампуни для волос , зубные пасты и жидкие мыла, чтобы создать их характерную густую консистенцию. Это также делается для продуктов питания, например, мороженого [5] или крокетов . Метилцеллюлоза также является важным эмульгатором , предотвращая разделение двух смешанных жидкостей, поскольку она является стабилизатором эмульсии . [ требуется цитата ]
Номер E метилцеллюлозы как пищевой добавки — E461. E464 — это гидроксипропилметилцеллюлоза [6] , которая лучше растворяется в воде. [7]
Метилцеллюлоза, как гель , обладает уникальным свойством застывать при нагревании и плавиться при охлаждении. [8]
В некоторых аналогах мяса , которые призваны имитировать текстуру мяса, в качестве ингредиента используется метилцеллюлоза, обычно в концентрации менее 2%. [9] [10]
Метилцеллюлозу можно использовать в качестве личной смазки . [ требуется ссылка ]
Метилцеллюлоза находит широкое применение в качестве добавки для улучшения эксплуатационных характеристик в строительных материалах. Она добавляется в сухие строительные смеси для улучшения таких свойств раствора, как обрабатываемость, время открытия и корректировки, удержание воды, вязкость, адгезия к поверхностям и т. д. Строительная метилцеллюлоза не должна отождествляться с пищевой и фармацевтической метилцеллюлозой и гидроксипропилметилцеллюлозой , поскольку она может быть сшита с глиоксалем для легкой дисперсии в воде. [ необходима цитата ]
Строительные материалы могут быть на основе цемента или гипса. Известные примеры сухих смесей, в которых используется метилцеллюлоза, включают плиточные клеи, EIFS, изоляционные штукатурки, штукатурку, наносимую вручную и распыляемую машиной, штукатурку, самовыравнивающиеся полы, экструдированные цементные панели, шпатлевки, заполнители швов и трещин и затирки для плитки. Обычное использование составляет около 0,2% - 0,5% от общего веса сухого порошка для сухих смесей. [ необходима цитата ]
Производные метилцеллюлозы, которые улучшают эксплуатационные характеристики, включают гидроксипропилметилцеллюлозу (ГПМЦ) и гидроксиэтилметилцеллюлозу (ГЭМЦ). Эти производные обычно улучшают такие характеристики, как удержание воды, сопротивление скольжению по вертикальной поверхности, открытое время и т. д. [ необходима цитата ]
Метилцеллюлозу можно использовать как мягкий клей , который можно смыть водой. Его можно использовать для фиксации деликатных произведений искусства, а также для консервации книг, чтобы ослабить и очистить старый клей с корешков и книжных досок. [ необходима цитата ]
Метилцеллюлоза является основным ингредиентом многих обойных клеев . Она также используется в качестве связующего вещества в пастельных мелках и в качестве связующего вещества в лекарствах. Гидроксипропилметилцеллюлоза (ГПМЦ) — это одобренный FDA водорастворимый клей, который используется в различных приложениях для влажной адгезии в строительных изделиях, красках и доставке лекарств в течение 70 лет. ГПМЦ прочно прилипает ко всем влажным поверхностям, независимо от гидрофобности. [11]
Метилцеллюлоза используется в качестве реологического модификатора в красках для предотвращения «провисания». [ необходима цитата ]
Метилцеллюлоза используется в качестве пропитки при производстве бумаги и текстиля, поскольку она защищает волокна от впитывания воды или масла. При нанесении на несколько листов бумаги метилцеллюлоза связывает слои вместе, часто для создания более прочного или многоцветного листа. Кроме того, художники оригами используют ее для покрытия своих моделей оригами, поскольку соединение придает жесткость и защищает бумагу от времени. [ необходима цитата ]
Гидроксипропилметилцеллюлоза (ГПМЦ) и гидроксиэтилметилцеллюлоза (ГЭМЦ) используются в качестве связующих веществ в технологиях контроля пыли. Они уменьшают количество летучей пыли , выделяемой в засушливых и полузасушливых районах, а также улучшают коммерческие маски для лица при использовании в фильтрующем материале. [12]
Метилцеллюлоза также используется в клеточной культуре для изучения репликации вирусов . Она растворяется в той же питательной среде , в которой обычно выращиваются клетки. Один слой клеток выращивается на плоской поверхности, затем заражается вирусом на короткое время. Сила используемого вирусного образца определит, сколько клеток заразится за это время. Затем поверх клеток добавляется густая среда метилцеллюлозы вместо обычной жидкой среды. По мере того, как вирусы реплицируются в инфицированных клетках, они могут распространяться между клетками, мембраны которых соприкасаются друг с другом, но попадают в ловушку, когда попадают в метилцеллюлозу. Только клетки, близко соседствующие с инфицированной клеткой, будут инфицированы и погибнут. Это оставляет небольшие области мертвых клеток, называемые бляшками, на более крупном фоне живых неинфицированных клеток. Количество образованных бляшек определяется силой исходного образца. [ необходима цитата ]
Водные растворы метилцеллюлозы использовались для замедления подвижности бактериальных и простейших клеток для более тщательного изучения. Изменение количества метилцеллюлозы в растворе позволяет регулировать вязкость раствора. [ необходима цитата ]
Метилцеллюлоза используется в наиболее распространенных подходах для количественной оценки множественных или единичных кроветворных клеток-предшественников, называемых колониеобразующими клетками (КОК) или колониеобразующими единицами (КОЕ), в сочетании с культуральными добавками, которые способствуют их пролиферации и дифференцировке и позволяют клонированному потомству одной клетки-предшественника оставаться вместе и, таким образом, формировать колонию более зрелых клеток. [ необходима ссылка ]
В чистом виде это гидрофильный белый порошок, который растворяется в холодной (но не в горячей) воде, образуя прозрачный вязкий раствор или гель. [ необходима ссылка ]
Метилцеллюлоза используется в качестве буферной добавки в капиллярном электрофорезе для управления электроосмотическим потоком с целью улучшения разделения. [ необходима ссылка ]
Слизистый, тягучий вид соответствующего препарата метилцеллюлозы с водой, в дополнение к его нетоксичным, неаллергенным и съедобным свойствам, делает его популярным для использования в спецэффектах для кино и телевидения , где необходимо имитировать отвратительные слизи. В фильме «Охотники за привидениями » тягучая субстанция , которую сверхъестественные существа использовали для «слизи» Охотников за привидениями, в основном представляла собой густой водный раствор метилцеллюлозы. [13] Чужие сочятся и капают большим количеством метилцеллюлозы — особенно королева. [14]
Метилцеллюлоза также использовалась для безопасной имитации расплавленных материалов. В нескольких фильмах о Терминаторе она подсвечивалась сзади цветными гелями и пленками, чтобы воспроизвести нагретое свечение железа в больших ковшах, используемых для транспортировки металла из плавильных печей в различные формы и формы. [ необходима цитата ] Метилцеллюлоза также была заменителем потоков лавы в Лос-Анджелесе в фильме «Вулкан» и на вулканической поверхности Мустафара в фильме «Звездные войны: Эпизод III – Месть ситхов» . [ необходима цитата ]
Метилцеллюлоза не встречается в природе и производится синтетически путем нагревания целлюлозы с едким раствором (например, раствором гидроксида натрия ) и обработки ее метилхлоридом . В реакции замещения, которая следует ниже, гидроксильные остатки (функциональные группы -ОН) заменяются метоксидом (группы -ОСН 3 ). [ необходима цитата ]
Различные виды метилцеллюлозы могут быть получены в зависимости от числа замещенных гидроксильных групп. Целлюлоза представляет собой полимер , состоящий из многочисленных связанных молекул глюкозы , каждая из которых экспонирует три гидроксильные группы. Степень замещения (DS) данной формы метилцеллюлозы определяется как среднее число замещенных гидроксильных групп на глюкозу. Таким образом, теоретический максимум составляет DS 3,0, однако более типичные значения составляют 1,3–2,6. [ необходима цитата ]
Различные препараты метилцеллюлозы также могут отличаться по средней длине полимерных цепей. [ необходима цитата ]
Метилцеллюлоза имеет более низкую критическую температуру растворения (НКТР) между 40 °C и 50 °C. [ необходима цитата ] При температурах ниже НКТР она легко растворяется в воде; выше НКТР она не растворяется, что имеет парадоксальный эффект, заключающийся в том, что нагревание насыщенного раствора метилцеллюлозы сделает его твердым, поскольку метилцеллюлоза выпадет в осадок. Температура, при которой это происходит, зависит от значения DS, причем более высокие значения DS дают более низкую растворимость и более низкие температуры осаждения, поскольку полярные гидроксильные группы замаскированы. [ необходима цитата ]
Однако приготовить раствор метилцеллюлозы с холодной водой сложно: когда порошок контактирует с водой, вокруг него образуется слой геля, что значительно замедляет диффузию воды в порошок; следовательно, внутренняя часть остается сухой. Лучший способ — сначала смешать порошок с горячей водой, чтобы частицы метилцеллюлозы были хорошо диспергированы (и, следовательно, имели гораздо более высокую эффективную площадь поверхности) в воде, и охладить эту дисперсию при перемешивании, что приведет к гораздо более быстрому растворению этих частиц. [15]
На самом деле, липкое вещество было получено из эфира метилцеллюлозы — порошкообразного загустителя, используемого в фармацевтических препаратах и пищевых продуктах.
Если вы видели, как кто-то покрывается слизью в «Охотниках за привидениями» или пускающее слюни существо в одном из фильмов «Чужой», вы видели метилцеллюлозу в действии.