4. NƠI THỰC HIỆN ĐỀ TÀI
1.2.3 Tổng quan về Microcrystalline Cellulose (MCC)
MCC là phần cellulose có mức độ kết tinh cao thu được bằng cách thuỷ phân cắt mạch và loại bỏ phần vô định hình của cellulose tự nhiên, thu được dưới dạng bột giấy từ nguyên liệu thực vật dạng sợi, với các acid khoáng. Nó bao gồm các hạt kích thước tiểu micro tinh thể, là chất trơ chuyển hóa có đặc tính hấp thụ nước, độ trương và phân tán cao.
16
MCC được sản xuất chủ yếu bằng phương pháp thuỷ phân 𝛼 - cellulose trong môi trường axit ở nhiệt độ cao, hoặc thuỷ phân cắt mạnh 𝛼-cellulose bằng peoxit trong môi trường kiềm. Kết quả là tạo ra các hạt xốp, kích thước tiểu phân MCC trung bình vào khoảng 15 đến 40 𝜇m, cấu trúc chứa khoảng 40 đến 350 đơn vị glucose. MCC có hàm lượng cellulose cao, độ kết tinh cao hơn, và bao gồm tập hợp các bó sợi cellulose nhỏ đa kích cỡ liên kết với nhau bằng liên kết hydro. Quá trình sau này có thể được thực hiện bằng cách sử dụng các acid như H2SO4 , HCl, HBr,…. Vai trò của các acid này là phá hủy các vùng vô định hình và để lại các miền tinh thể. Các hạt MCC có kích thước nhỏ hơn 5 μm không được quá 10%.
Theo một nghiên cứu của Robert J. Moon (2010), Microcrystalline cellulose
là một nano cellulose có chiều dài 10-50 𝜇𝑚, chiều rộng 10-50 𝜇𝑚 và dày 10-50 𝜇𝑚, độ kết tinh 80-85%.
17
Bảng 1. 3 Tóm tắt kích thước các loại hạt Cellulose I và Cellulose II (Robert J.Moon, 2010) Loại hạt Kích thước hạt Độ dài (𝝁𝒎) Chiều rộng (nm) Chiều cao (nm) Độ kết tinh (%) I𝜷 (%) MCC 10-50 10-50 (𝜇𝑚) 10-50 (𝜇𝑚) 80-85 - MFC 0.5-10’s 10-100 10-100 51-69 10-66 CNC 0.05-0.5 3-5 3-5 54-88 68-94 NFC 0.5-2 4-20 4-20 - - t-CNC 0.1-4 ~20 ~8 85-100 76-90
18 ➢ Ứng dụng của MCC
Nhờ kết quả về tính chất đặc biệt của chúng, tinh thể MCC có tiềm năng trở thành một phần quan trọng trong lĩnh vực năng lượng vật liệu nano tái sinh. MCC có thể làm gia cường cho mạng lưới polymer trong vật liệu nanocomposite
Trong y học: Cellulose vi tinh thể là một tá dược thường được sử dụng trong ngành công nghiệp dược phẩm do sự hiện diện của liên kết hydro giữa các phân tử cellulose vi tinh thể, sử dụng chúng như hạt chủ và các hạt thuốc được phun lên và gắn lên đó. MCC chịu được lực nén cao nên giúp cải thiện độ cứng của thuốc, nhưng khi cho vào nước, liên kết hydro bị phá vỡ ngay lập tức, vì vậy có thể được sử dụng như một chất nền để vận chuyến thuốc một cách có kiểm soát.
Thực phẩm: Ứng dụng trong nhiều sản phẩm chế biến thực phẩm, và có thể được sử dụng như một chất chống đông, chất ổn định, chất điều chỉnh kết cấu hoặc chất lơ lửng trong số các ứng dụng khác. Cellulose vi tinh thể thường được coi là an toàn khi được sử dụng với lượng nhất định.
Trong lĩnh vực mỹ phẩm, MCC làm nguyên liệu cho một loạt các mỹ phẩm, chăm sóc da, chăm sóc và sản xuất chất tẩy rửa làm sạch
Cảm quan Tinh thể trắng hoặc gần như trắng, không mùi
Độ hòa tan Cellulose vi tinh thể không hòa tan trong nước, ethanol, ete và các
acid khoáng pha loãng. Hơi hòa tan trong dung dịch natri hydroxit
Mất mát khi sấy khô
Không nhiều hơn 7.0% (105 °C, 3 giờ)
pH 5.0 – 7.5
Tính chất khác
Tỷ lệ bề mặt so với thể tích rất lớn, diện tích bề mặt cao, tính chất cơ học tốt bao gồm mô đun Young cao, độ bền kéo cao và hệ số giãn nở nhiệt rất thấp, và hình thành lưới xốp cao.
19