כיצד מסווג מתילצלולוזה?

מתילצלולוזה (MC) הוא חומר פולימרי נפוץ המסונתז כימית, אתר תאית שונה המתקבל על ידי מתילציה של תאית טבעית. בשל תכונותיו הפיזיקליות והכימיות המיוחדות, הוא נמצא בשימוש נרחב בבנייה, מזון, רפואה, קוסמטיקה, נייר וציפויים.

1. סיווג לפי דרגת החלפה
דרגת ההחלפה (DS) מתייחסת לערך הממוצע של קבוצות הידרוקסיל שהוחלפו בקבוצות מתיל בכל יחידת גלוקוז במתילצלולוזה. ישנן 3 קבוצות הידרוקסיל על כל טבעת גלוקוז של מולקולת התאית שניתן להחליף בקבוצות מתיל. לכן, מידת ההחלפה של מתילצלולוזה יכולה לנוע בין 0 ל-3. על פי מידת ההחלפה ניתן לחלק את המתילצלולוזה לשתי קטגוריות: דרגת תחלופה גבוהה ודרגת תחלופה נמוכה.

דרגת החלפה גבוהה של מתילצלולוזה (DS > 1.5): סוג זה של מוצר בעל רמה גבוהה של החלפת מתיל, ולכן הוא הידרופובי יותר, בעל מסיסות נמוכה יותר ועמידות טובה למים. הוא משמש לעתים קרובות בחומרי בניין, ציפויים ואירועים אחרים הדורשים מידה מסוימת של הידרופוביות.

דרגת החלפה נמוכה של מתילצלולוזה (DS < 1.5): בשל פחות החלפת מתיל, סוג זה של מוצר הידרופילי יותר, בעל מסיסות טובה יותר וניתן להמיס אותו במים קרים. מתיל צלולוז בעל תחליפים נמוכה נמצא בשימוש נרחב בתעשיות המזון והתרופות כחומר מעבה, מתחלב ומייצב.

2. סיווג לפי שימוש
על פי השימוש במתילצלולוזה בתחומים שונים, ניתן לחלק אותה לשתי קטגוריות: מתילצלולוזה תעשייתית ומתילצלולוז מזון ותרופות.

מתיל צלולוז תעשייתי: משמש בעיקר בבנייה, ציפויים, ייצור נייר, קרמיקה ותעשיות אחרות כחומר מעבה, דבק, יוצר סרטים, חומר שומר מים וכו'. בתעשיית הבנייה, מתילצלולוזה משמשת במוצרי מלט וגבס לשיפור ביצועי הבנייה. עֲמִידוּת; בתעשיית הציפויים, מתילצלולוזה יכולה להגביר את היציבות והפיזור של הציפויים.

מתילצלולוזה במזון ובתרופות: בשל תכונותיו הלא רעילות והבלתי מזיקות, מתילצלולוזה משמשת כתוסף במזון וברפואה. במזון, מתילצלולוזה הוא חומר מעבה ומתחלב נפוץ שיכול לייצב את מבנה המזון ולמנוע ריבוד או הפרדה; בתחום התרופות, מתיל צלולוז יכול לשמש כמעטפת כמוסה, נשא תרופות, ויש לו גם תפקיד של תרופות בשחרור מושהה. האכילה והבטיחות שלו הופכות את המתילצלולוזה לפופולרית מאוד בשני התחומים הללו.

3. סיווג לפי מסיסות
מתילצלולוזה מחולקת בעיקר לשתי קטגוריות מבחינת מסיסות: סוג מסיס במים קרים וסוג מסיס בממס אורגני.

מתיל-צלולוזה מסיס במים קרים: סוג זה של מתיל-צלולוזה ניתן להמסה במים קרים ליצירת תמיסה שקופה וצמיגה לאחר ההמסה. הוא משמש לעתים קרובות בתעשיות המזון והתרופות כחומר מעבה או כיוצר סרטים. המסיסות של מתיל צלולוז מסוג זה יורדת עם עליית הטמפרטורה, כך שניתן להשתמש בתכונה זו לבקרת בנייה בעת שימוש בתעשיית הבנייה.

מתיל-צלולוזה מסיס בממס אורגני: סוג זה של מתיל-צלולוזה ניתן להמסה בממיסים אורגניים, והוא משמש לעתים קרובות בצבעים, ציפויים ותחומים תעשייתיים אחרים הדורשים מדיית פאזה אורגנית. בשל תכונותיו הטובות ליצירת סרט ועמידותו הכימית, הוא מתאים לשימוש בתנאים תעשייתיים קשים.

4. סיווג לפי משקל מולקולרי (צמיגות)
למשקל המולקולרי של מתילצלולוזה יש השפעה משמעותית על התכונות הפיזיקליות שלה, במיוחד על ביצועי הצמיגות בתמיסה. על פי המשקל המולקולרי, מתיל צלולוז ניתן לחלק לסוג צמיגות נמוכה וסוג צמיגות גבוהה.

מתיל צמיגות נמוכה: המשקל המולקולרי קטן יחסית וצמיגות התמיסה נמוכה. הוא משמש לעתים קרובות במזון, רפואה וקוסמטיקה, בעיקר לאמולסיפיקציה, תרחיף ועיבוי. מתילצלולוזה בעלת צמיגות נמוכה יכולה לשמור על נזילות ואחידות טובה, והיא מתאימה ליישומים הדורשים פתרונות בעלי צמיגות נמוכה.

מתיל צמיגות גבוהה: יש לו משקל מולקולרי גדול ויוצר פתרון בעל צמיגות גבוהה לאחר פירוק. הוא משמש לעתים קרובות בחומרי בניין, ציפויים ודבקים תעשייתיים. מתיל-צלולוזה בעל צמיגות גבוהה יכול להגביר ביעילות את החוזק המכני, עמידות הבלאי וההידבקות של התמיסה, ולכן הוא נמצא בשימוש נרחב בחומרים הדורשים חוזק גבוה ועמידות בפני שחיקה גבוהה.

5. סיווג לפי דרגת שינוי כימי
מתילצלולוזה היא נגזרת תאית שעברה שינוי כימי. על פי שיטת השינוי והדרגה, ניתן לחלק אותו לתאית מתיל בודדת ותאית מרוכבת שונה.

מתיל תאית בודדת: מתייחס לאתרי תאית המוחלפים רק במתיל. למוצר מסוג זה יש תכונות פיזיקליות וכימיות יציבות יחסית, ותכונות המסיסות, העיבוי ויצירת הסרט שלו טובות יחסית.

תאית מרוכבת שונה: בנוסף למתילציה, היא עוברת טיפול כימי נוסף, כגון הידרוקסיפרופילציה, אתילציה וכו', ליצירת מוצר מורכב. לדוגמה, hydroxypropyl methylcellulose (HPMC) ו-carboxymethyl cellulose (CMC). לתאית מרוכבים אלו, בדרך כלל, מסיסות מים, עמידות בחום ויציבות טובה יותר, ויכולות להסתגל למגוון רחב יותר של צרכים תעשייתיים.

6. סיווג לפי ענף יישומים
היישום הרחב של מתילצלולוזה מאפשר לסווג אותו לפי מאפייני היישום שלו בתעשיות שונות.

מתיל-צלולוזה בתעשיית הבנייה: משמש בעיקר בחומרים על בסיס מלט ועל בסיס גבס כעוצר מים ומעבה. זה יכול לשפר את יכולת הפעולה של חומרי בניין, למנוע איבוד מים מוקדם ולהגדיל את החוזק המכני של מוצרים מוגמרים.

מתילצלולוזה בתעשיית המזון: כמתחלב, מעבה ומייצב בעיבוד מזון. זה יכול למנוע איבוד מים, לשפר את הטעם והמבנה של המזון, ולהגדיל את חיי המדף של המזון.

מתילצלולוזה בתעשיית התרופות: כחומר מקשר לטבליות או כחומר בשחרור ממושך לתרופות. ניתן להשתמש במתילצלולוזה גם בהכנת תרופות במערכת העיכול כנשא תרופות בטוח ויעיל.

מתילצלולוזה בתעשיית הקוסמטיקה: במוצרי טיפוח ובקוסמטיקה, מתילצלולוזה משמשת כחומר מעבה, מתחלב וכקרם לחות כדי לעזור למוצרים ליצור מרקם עדין וחלק תוך הארכת אפקט הלחות.

לסיכום, ישנן דרכים רבות לסווג מתילצלולוזה, אשר ניתן לסווג על פי מאפייני המבנה הכימי שלה, או על פי תחומי היישום ותכונות המסיסות שלה. שיטות הסיווג השונות הללו עוזרות לנו להבין טוב יותר את המאפיינים והתפקודים של מתילצלולוזה, וגם מספקות בסיס תיאורטי ליישום שלה בתחומים שונים.