Метилцеллюлоза (или метилцеллюлоза ) представляет собой соединение , полученное из целлюлозы . Он продается под различными торговыми названиями и используется в качестве загустителя и эмульгатора в различных пищевых и косметических продуктах, а также в качестве объемообразующего слабительного средства . Как и целлюлоза, она не переваривается, нетоксична и не является аллергеном . Помимо кулинарии, он используется в декоративно-прикладном искусстве, например, при изготовлении папье-маше, и часто является основным ингредиентом обойного клея.
В 2020 году это было 422-е место среди наиболее часто назначаемых лекарств в США: на него было выписано более 100 000 рецептов. [1]
Метилцеллюлоза имеет широкий спектр применения.
Метилцеллюлоза используется для лечения запоров и классифицируется как объемообразующее слабительное средство . [2] Он работает за счет увеличения количества стула, что улучшает сокращения кишечника. [2] [3] Эффект обычно проявляется в течение трех дней. [2] Принимают внутрь, запивая достаточным количеством воды. [3] Побочные эффекты могут включать боли в животе. [3]
Его можно приобрести без рецепта . [2] Он продается, среди прочего, под торговой маркой Cirucel. [2]
Смазывающие свойства метилцеллюлозы особенно полезны при лечении сухости глаз . [4] Растворы, содержащие метилцеллюлозу или аналогичные производные целлюлозы, используются вместо слез или слюны , если естественное производство этих жидкостей нарушено. [ нужна цитата ]
Метилцеллюлоза используется при производстве капсул с лекарственными средствами ; его съедобные и нетоксичные свойства обеспечивают вегетарианскую альтернативу желатину . [ нужна цитата ]
Метилцеллюлозу иногда добавляют в шампуни для волос , зубные пасты и жидкое мыло для придания им характерной густой консистенции. Это также делается для пищевых продуктов, например мороженого [5] или крокетов . Метилцеллюлоза также является важным эмульгатором , предотвращающим разделение двух смешанных жидкостей, поскольку она является стабилизатором эмульсии . [ нужна цитата ]
Число E метилцеллюлозы в качестве пищевой добавки составляет E461. Е464 представляет собой гидроксипропилметилцеллюлозу [6] и более растворим в воде. [7]
Метилцеллюлоза в виде геля обладает уникальным свойством затвердевать 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 . [ нужна цитата ]
Метилцеллюлоза находит широкое применение в качестве добавки к строительным материалам. Его добавляют в сухие смеси для улучшения свойств раствора, таких как удобоукладываемость, время раскрытия и корректировки, удержание воды, вязкость, адгезия к поверхностям и т. д. Метилцеллюлозу строительного класса не следует идентифицировать с метилцеллюлозой пищевого и фармацевтического качества и гидроксипропилметилом. целлюлоза , так как она может быть сшита глиоксалем для облегчения диспергирования в воде. [ нужна цитата ]
Строительные материалы могут быть на основе цемента или гипса. Яркие примеры сухих строительных смесей, в которых используется метилцеллюлоза, включают плиточные клеи, EIFS, изоляционные штукатурки, штукатурку, наносимую вручную и машинным напылением, штукатурку, самовыравнивающиеся полы, экструдированные цементные панели, обезжиривающие покрытия, заполнители швов и трещин, а также затирку для плитки. . Обычное использование составляет около 0,2–0,5% от общего веса сухого порошка для сухих смесей. [ нужна цитата ]
К производным метилцеллюлозы, улучшающим эксплуатационные характеристики, относятся гидроксипропилметилцеллюлоза (ГПМЦ) и гидроксиэтилметилцеллюлоза (ГЕМС). Эти производные обычно улучшают такие характеристики, как удержание воды, сопротивление скольжению по вертикальной поверхности, открытое время и т . д .
Метилцеллюлозу можно использовать в качестве мягкого клея , который можно смыть водой. Его можно использовать при фиксации хрупких произведений искусства, а также при консервации книг, чтобы ослабить и очистить старый клей с корешков и книжных досок. [ нужна цитата ]
Метилцеллюлоза является основным ингредиентом многих обойных клеев . Он также используется в качестве связующего в пастельных мелках , а также в качестве связующего в лекарствах. Гидроксипропилметилцеллюлоза (HPMC) представляет собой водорастворимый клей, одобренный FDA, который уже 70 лет используется в различных областях влажной адгезии в строительных изделиях, красках и доставке лекарств. ГПМЦ прочно прилипает ко всем влажным поверхностям, независимо от гидрофобности. [11]
Метилцеллюлоза используется в качестве реологического модификатора в красках для предотвращения «провисания». [ нужна цитата ]
Метилцеллюлоза используется в качестве проклейки 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 создавая более прочный или разноцветный лист. Кроме того, художники -оригами используют его для покрытия своих моделей оригами, поскольку этот состав затвердевает и защищает бумагу от времени. [ нужна цитата ]
Гидроксипропилметилцеллюлоза (HPMC) и гидроксиэтилметилцеллюлоза (HEMC) используются в качестве связующих веществ в технологиях борьбы с пылью. Они уменьшают количество летучей пыли , выбрасываемой в засушливых и полузасушливых районах, а также улучшают качество коммерческих масок для лица при использовании в фильтрующем материале. [12]
Метилцеллюлоза также используется в культуре клеток для изучения репликации вирусов . Его растворяют в той же питательной среде , в которой обычно выращивают клетки. Один слой клеток выращивают на плоской поверхности, затем на короткое время заражают вирусом. Сила используемого вирусного образца будет определять, сколько клеток заразится за это время. Затем поверх клеток вместо обычной жидкой среды добавляют густую среду из метилцеллюлозы. Поскольку вирусы реплицируются в инфицированных клетках, они могут распространяться между клетками, мембраны которых соприкасаются друг с другом, но захватываются при попадании в метилцеллюлозу. Только клетки, близко соседствующие с инфицированной клеткой, заражаются и погибают. В результате на более обширном фоне живых неинфицированных клеток остаются небольшие участки мертвых клеток, называемые бляшками . Количество образовавшихся бляшек определяется прочностью исходного образца. [ нужна цитата ]
Водные растворы метилцеллюлозы использовались для замедления подвижности клеток бактерий и простейших для более тщательного изучения. Изменение количества метилцеллюлозы в растворе позволяет регулировать вязкость раствора. [ нужна цитата ]
Метилцеллюлоза используется в наиболее распространенных подходах для количественного определения множественных или одиночных гемопоэтических предшественников, детерминированных по клону, называемых колониеобразующими клетками (CFC) или колониеобразующими единицами (CFU), в сочетании с культуральными добавками, которые способствуют их пролиферации и дифференцировке, и позволяют клональному потомству одной клетки-предшественника оставаться вместе и, таким образом, формировать колонию более зрелых клеток. [ нужна цитата ]
В чистом виде представляет собой гидрофильный белый порошок, растворяющийся в холодной (но не в горячей) воде, образуя прозрачный вязкий раствор или гель. [ нужна цитата ]
Метилцеллюлоза используется в качестве буферной добавки при капиллярном электрофорезе для контроля электроосмотического потока и улучшения разделения. [ нужна цитата ]
Слизистый, клейкий вид соответствующего препарата метилцеллюлозы с водой, помимо его нетоксичных, неаллергенных и съедобных свойств, делает его популярным для использования в спецэффектах для кино и телевидения , где необходимо имитировать мерзких слизней. В фильме «Охотники за привидениями» липкое вещество , которое сверхъестественные существа использовали для «слизи» Охотников за привидениями, в основном представляло собой густой водный раствор метилцеллюлозы. [13] Чужие сочатся и капают большое количество метилцеллюлозы, особенно королева. [14]
Метилцеллюлоза также использовалась для безопасной имитации расплавленных материалов. В нескольких фильмах о Терминаторе он был подсвечен цветными гелями и пленками, чтобы воспроизвести нагретое свечение железа в больших разливочных ковшах, используемых для транспортировки металла из плавильных печей в различные формы и формы. [ нужна цитация ] Метилцеллюлоза также была заменой потоков лавы в Лос-Анджелесе в «Вулкане» и на вулканической поверхности Мустафара в «Звездных войнах: Эпизод III – Месть ситхов» . [ нужна цитата ]
Метилцеллюлоза не встречается в природе и производится синтетическим путем нагревания целлюлозы с раствором каустика (например, раствором гидроксида натрия ) и обработки ее метилхлоридом . В следующей реакции замещения гидроксильные остатки (функциональные группы -OH) заменяются метоксидом (группы -OCH 3 ). [ нужна цитата ]
В зависимости от количества замещенных гидроксильных групп можно получить различные виды метилцеллюлозы. Целлюлоза представляет собой полимер , состоящий из множества связанных молекул глюкозы , каждая из которых имеет три гидроксильные группы. Степень замещения (DS) данной формы метилцеллюлозы определяется как среднее количество замещенных гидроксильных групп на глюкозу. Таким образом, теоретическим максимумом является DS 3,0, однако более типичные значения составляют 1,3–2,6. [ нужна цитата ]
Различные препараты метилцеллюлозы также могут различаться по средней длине основных полимерных цепей. [ нужна цитата ]
Метилцеллюлоза имеет более низкую критическую температуру растворения (НКТР) от 40 до 50 °С. [ нужна цитация ] При температурах ниже LCST он легко растворим в воде; выше LCST он не растворим, что имеет парадоксальный эффект: 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 приводят к более низкой растворимости и более низким температурам осаждения, поскольку полярные гидроксильные группы маскируются. [ нужна цитата ]
Однако приготовить раствор метилцеллюлозы в холодной воде сложно: при контакте порошка с водой вокруг него образуется гелевый слой, резко замедляющий диффузию воды в порошок; следовательно, внутренняя часть остается сухой. Лучшим способом является сначала смешать порошок с горячей водой, чтобы частицы метилцеллюлозы хорошо диспергировались (и, таким образом, иметь гораздо более высокую эффективную площадь поверхности) в воде, а затем охладить эту дисперсию при перемешивании, что приведет к гораздо большему результату. быстрое растворение 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 кого-то покрывали слизью в «Охотниках за привидениями» или пускающее слюни существо в одном из фильмов «Чужие», вы видели метилцеллюлозу в действии.