Methylcellulose - Methyl cellulose

Methylcellulose
Methylcellulose.png
Namen
Andere Namen
Cellulose, Methylether; methylierte Zellulose; Methylcellulose; E461
Identifikatoren
ChemSpider
ECHA-InfoCard 100.115.188 Bearbeite dies bei Wikidata
E-Nummer E461 (Verdickungsmittel, ...)
Eigenschaften
Variable
Molmasse Variable
Pharmakologie
A06AC06 ( WER )
Sofern nicht anders angegeben, beziehen sich die Daten auf Materialien im Standardzustand (bei 25 °C [77 °F], 100 kPa).
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Infobox-Referenzen

Methylcellulose (oder Methylcellulose ) ist eine chemische Verbindung, die aus Cellulose gewonnen wird . Es wird unter verschiedenen Handelsnamen vertrieben und wird als Verdickungsmittel und Emulgator in verschiedenen Lebensmittel- und Kosmetikprodukten sowie als füllstoffbildendes Abführmittel verwendet . Wie Cellulose ist es nicht verdaulich, nicht toxisch und kein Allergen .

Im Jahr 2017 war es mit mehr als einer Million Rezepten das 272 am häufigsten verschriebene Medikament in den Vereinigten Staaten.

Verwendet

Methylcellulose hat ein breites Anwendungsspektrum.

Medizinisch

Verstopfung

Methylcellulose wird zur Behandlung von Verstopfung verwendet . Effekte treten in der Regel innerhalb von drei Tagen auf. Es wird oral eingenommen und mit ausreichend Wasser empfohlen. Nebenwirkungen können Bauchschmerzen sein. Es wird als massenbildendes Abführmittel eingestuft . Es wirkt, indem es die Menge an vorhandenem Stuhl erhöht, was die Darmkontraktionen verbessert.

Es ist rezeptfrei erhältlich . Es wird unter anderem unter dem Markennamen Citrucel vertrieben.

Künstliche Tränen und Speichel

Die schmierende Eigenschaft von Methylcellulose kommt besonders bei der Behandlung des trockenen Auges zum Tragen . Als Tränen- oder Speichelersatz werden Lösungen verwendet, die Methylcellulose oder ähnliche Cellulosederivate enthalten, wenn die natürliche Produktion dieser Flüssigkeiten gestört ist.

Herstellung von Medikamenten

Methylcellulose ist in der Herstellung von Arzneimittel verwendet , Kapseln ; Seine essbaren und ungiftigen Eigenschaften bieten eine vegetarische Alternative zur Verwendung von Gelatine .

Verbraucherprodukte

Verdickungsmittel und Emulgator

Methylcellulose wird sehr gelegentlich Haarshampoos , Zahnpasten und Flüssigseifen zugesetzt , um ihre charakteristische dicke Konsistenz zu erzeugen. Dies gilt auch für Lebensmittel, zum Beispiel Eis oder Kroketten . Methylcellulose ist auch ein wichtiger Emulgator , der die Trennung von zwei gemischten Flüssigkeiten verhindert, da es ein Emulsionsstabilisator ist.

Methylcellulose wird auch als rheologischer Modifikator für Farben verwendet, um ein Absacken der Farbe zu verhindern.

Essen

Die E-Nummer von Methylcellulose als Lebensmittelzusatzstoff ist E461. E464 ist Hydroxypropylcellulose und besser wasserlöslich.

Methylcellulose als Gel hat die einzigartige Eigenschaft, heiß zu werden und kalt zu schmelzen .

Methylcellulose wird als Zutat in einigen Fleischanaloga verwendet , die die Textur von Fleisch nachbilden sollen.

Schmiermittel

Methylcellulose kann in Gleitmitteln verwendet werden .

Baumaterialien

Methylcellulose findet eine wichtige Anwendung als Leistungsadditiv in Baumaterialien. Es wird Mörteltrockenmischungen zugesetzt, um die Eigenschaften des Mörtels wie Verarbeitbarkeit, Öffnungs- und Abgleichzeit, Wasserrückhaltevermögen, Viskosität, Haftung auf Oberflächen usw. zu verbessern. Methylcellulose in Bauqualität ist nicht mit Methylcellulose in Lebensmittel- und Pharmaqualität und Hydroxypropylmethyl zu identifizieren Cellulose , da sie mit Glyoxal zur leichten Dispergierung in Wasser vernetzt werden kann.

Die Baustoffe können zement- oder gipsbasiert sein. Bemerkenswerte Beispiele für Trockenmörtel, die Methylcellulose verwenden, sind Fliesenkleber, WDVS, Isolierputze, handgespachtelte und maschinell gespritzte Putze, Stuck, selbstnivellierende Böden, extrudierte Zementplatten, Spachtelmassen, Fugen- und Rissfüller und Fliesenmörtel . Die typische Verwendung beträgt etwa 0,2% - 0,5% des gesamten Trockenpulvergewichts für Trockenmischungen.

Derivate von Methylcellulose, die die Leistungsmerkmale verbessern, umfassen Hydroxypropylmethylcellulose (HPMC) und Hydroxyethylmethylcellulose (HEMC). Diese Derivate verbessern typischerweise die Eigenschaften wie Wasserrückhaltevermögen, Rutschfestigkeit der vertikalen Oberfläche, offene Zeit usw.

Kleber und Bindemittel

Methylcellulose kann als milder Kleber verwendet werden, der mit Wasser abgewaschen werden kann. Dies kann bei der Fixierung empfindlicher Kunstwerke sowie in der Buchkonservierung verwendet werden, um alten Leim von Buchrücken und Buchkartons zu lösen und zu reinigen.

Methylcellulose ist der Hauptbestandteil vieler Tapetenkleister . Es wird auch als Bindemittel in Pastellkreiden und auch als Bindemittel in Medikamenten verwendet.

Papier- und Textilleimung

Methylcellulose wird als Schlichte bei der Herstellung von Papieren und Textilien verwendet, da sie die Fasern vor Wasser- oder Ölaufnahme schützt.

Zellkultur

Methylcellulose ist auch in verwendete Zellkultur zu studieren virale Replikation. Es wird in demselben nährstoffhaltigen Medium gelöst, in dem Zellen normalerweise gezüchtet werden. Eine einzelne Zellschicht wird auf einer flachen Oberfläche gezüchtet und dann für kurze Zeit mit einem Virus infiziert. Die Stärke der verwendeten Virusprobe bestimmt, wie viele Zellen während dieser Zeit infiziert werden. Das dicke Methylcellulosemedium wird dann anstelle des normalen flüssigen Mediums oben auf die Zellen gegeben. Da sich die Viren in den infizierten Zellen vermehren, können sie sich zwischen Zellen ausbreiten, deren Membranen sich berühren, werden aber beim Eindringen in die Methylcellulose gefangen. Nur Zellen, die einer infizierten Zelle nahe benachbart sind, werden infiziert und sterben ab. Dies hinterlässt kleine Regionen toter Zellen, die als Plaques bezeichnet werden, in einem größeren Hintergrund lebender, nicht infizierter Zellen. Die Anzahl der gebildeten Plaques wird durch die Stärke der Originalprobe bestimmt.

Bakterielle und protozoale Motilitätshemmer

Wässrige Methylcelluloselösungen wurden verwendet, um die Beweglichkeit von Bakterien- und Protozoenzellen für eine genauere Untersuchung zu verlangsamen. Die Änderung der Menge an Methylcellulose in der Lösung ermöglicht die Einstellung der Viskosität der Lösung.

Stammzelldifferenzierung

Methylcellulose wird in den gängigsten Ansätzen zur Quantifizierung mehrerer oder einzelner hämatopoetischer Vorläuferzellen mit fester Abstammung verwendet, die als koloniebildende Zellen (CFCs) oder koloniebildende Einheiten (CFUs) bezeichnet werden, in Kombination mit Kulturergänzungsmitteln, die ihre Proliferation und Differenzierung fördern, und erlauben, dass die klonalen Nachkommen einer einzelnen Vorläuferzelle zusammenbleiben und so eine Kolonie reiferer Zellen bilden.

Chemie

Es ist ein hydrophiles weißes Pulver in reiner Form und löst sich in kaltem (aber nicht in heißem) Wasser auf und bildet eine klare viskose Lösung oder ein Gel.

Methylcellulose wird als Pufferadditiv in der Kapillarelektrophorese verwendet , um den elektroosmotischen Fluss für verbesserte Trennungen zu kontrollieren .

Spezialeffekte

Das schleimige, klebrige Aussehen einer entsprechenden Zubereitung von Methylcellulose mit Wasser, zusätzlich zu seinen ungiftigen, nicht allergenen und essbaren Eigenschaften, macht es beliebt für den Einsatz in Spezialeffekten für Kinofilme und Fernsehen überall dort, wo abscheuliche Schleime simuliert werden müssen. In dem Film Ghostbusters war die klebrige Substanz, mit der die übernatürlichen Wesen die Ghostbusters "schleimten", hauptsächlich eine dicke Wasserlösung von Methylcellulose. Die Aliens sickern und tropfen viel Methylcellulose – besonders die Königin.

Methylcellulose wurde auch verwendet, um geschmolzene Materialien sicher zu simulieren. In mehreren Terminator- Filmen wurde es mit farbigen Gelen und Filmen hinterleuchtet , um das erhitzte Glühen von Eisen in den großen Gießpfannen zu reproduzieren, die zum Transportieren des Metalls von den Schmelzöfen zu den verschiedenen Formen und Formen verwendet wurden. Methylcellulose war auch ein Ersatz für die Lavaströme in Los Angeles im Vulkan und auf der vulkanischen Oberfläche von Mustafar , in Star Wars: Episode III – Die Rache der Sith .

Chemie

Methylcellulose kommt nicht auf natürliche Weise vor und wird synthetisch hergestellt, indem Cellulose mit einer Ätzlösung (z. B. einer Natriumhydroxidlösung) erhitzt und mit Methylchlorid behandelt wird . In der Substitutionsreaktion , die folgt, werden die Hydroxyl sind Reste (-OH funktionelle Gruppen) ersetzt durch Methoxid (-OCH 3 Gruppen).

Abhängig von der Anzahl der substituierten Hydroxylgruppen können verschiedene Arten von Methylcellulose hergestellt werden. Cellulose ist ein Polymer, das aus zahlreichen verknüpften Glucosemolekülen besteht, von denen jedes drei Hydroxylgruppen freilegt. Der Substitutionsgrad (DS) einer bestimmten Form von Methylcellulose ist definiert als die durchschnittliche Anzahl substituierter Hydroxylgruppen pro Glucose. Das theoretische Maximum liegt somit bei einem DS von 3,0, typischere Werte sind jedoch 1,3–2,6.

Verschiedene Methylcellulose-Zubereitungen können sich auch in der durchschnittlichen Länge ihrer Polymerrückgrate unterscheiden.

Löslichkeit und Temperatur

Methylcellulose hat eine untere kritische Lösungstemperatur (LCST) zwischen 40 °C und 50 °C. Bei Temperaturen unterhalb der LCST ist es in Wasser gut löslich ; oberhalb der LCST ist es nicht löslich, was den paradoxen Effekt hat, dass das Erhitzen einer gesättigten Lösung von Methylcellulose diese fest wird, da Methylcellulose ausfällt . Die Temperatur, bei der dies auftritt, hängt vom DS-Wert ab, wobei höhere DS-Werte eine geringere Löslichkeit und niedrigere Fällungstemperaturen ergeben, da die polaren Hydroxylgruppen maskiert sind.

Die Herstellung einer Methylcelluloselösung mit kaltem Wasser ist jedoch schwierig: Wenn das Pulver mit Wasser in Kontakt kommt, bildet sich um es herum eine Gelschicht, die die Diffusion von Wasser in das Pulver drastisch verlangsamt; daher bleibt das Innere trocken. Besser ist es, das Pulver zuerst mit heißem Wasser zu mischen, damit die Methylcellulose-Partikel gut im Wasser verteilt sind (und damit eine viel größere wirksame Oberfläche haben) und diese Dispersion unter Rühren abkühlen, was zu dem viel mehr führt schnelle Auflösung dieser Partikel.

Siehe auch

Verweise

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