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La méthylcellulose, abrégée MC, est une cellulose à longue chaîne substituée, dans laquelle 27 % à 32 % des groupes hydroxyle sont sous forme méthoxy.
Le degré de substitution influence les propriétés physiques de la méthylcellulose, notamment sa solubilité.
La méthylcellulose a une masse moléculaire moyenne comprise entre 10 000 et 220 000.
CAS : 9004-67-5
Formule massique : C20H38O11
Masse molaire : 454,50912
EINECS : 232-674-9
Synonymes : Adulsin ; Méthylcellulose, viscosité 8 000 cP ; Tylose® MH 300 ; Tylose® MH 1000 ; Walsrodermc20000s ; FEMA 2696 ; Méthylcellulose ; MÉTHYLCELLULOSE (CMC)
À température ambiante, la méthylcellulose se présente sous forme de poudre blanche ou de matériau fibreux. Elle est non toxique, non irritante et non allergène.
Sa densité relative apparente est de 0,35 à 0,55 (sa densité réelle étant de 1,26 à 1,30). La méthylcellulose gonfle dans l'eau pour former une solution colloïdale visqueuse et translucide, neutre au papier tournesol, insoluble dans l'éthanol, l'éther et le chloroforme, mais soluble dans l'acide acétique glacial.
La méthylcellulose résiste aux acides, aux bases, aux micro-organismes, à la chaleur et à la lumière. Elle est également insensible aux huiles et aux graisses, mais s'enflamme lorsqu'elle atteint son point d'inflammation.
La méthylcellulose est un dérivé du glucose de cellulose dont les trois groupes hydroxyle sont méthylés, en totalité ou en partie.
Les produits courants contiennent une fraction méthoxylée de 26 % à 33 %, avec un degré de substitution de 1,7 à 2,2.
Les produits dont le degré de substitution est compris entre 1,3 et 2,6 sont solubles dans l'eau, la pyridine et l'acide acétique.
La méthylcellulose est largement utilisée en architecture, notamment comme liant pour le ciment et le mortier, et pour le jointoiement. La méthylcellulose est également utilisée pour la fabrication de films adhésifs dans les industries cosmétique, pharmaceutique et alimentaire.
Elle peut aussi servir d'agent d'encollage textile, d'agent dispersant pour résines synthétiques, de filmogène et d'épaississant pour peintures.
Le procédé de production est le suivant : la méthylcellulose est obtenue à partir de pâte à papier ; elle est ensuite mise à réagir avec du chlorure de méthyle ou du sulfate de diméthyle dans un autoclave, puis raffinée à l'eau chaude pour obtenir le produit final.
La poudre de méthylcellulose est stable et légèrement hygroscopique ; elle doit être conservée dans un récipient hermétique, dans un endroit frais et sec.
La solution de méthylcellulose est stable dans les solutions acides ou basiques diluées, avec un pH compris entre 3 et 11 à température ambiante, et est facilement dégradée par les micro-organismes.
Il est donc nécessaire d'y ajouter des conservateurs ou de la stériliser à l'autoclave.
Après autoclavage, la viscosité de la solution varie en fonction du pH.
Pour une solution de pH inférieur à 4, la viscosité diminue de plus de 20 % après autoclavage. La méthylcellulose est un composé dérivé de la cellulose.
Commercialisée sous différentes appellations, elle est utilisée comme épaississant et émulsifiant dans divers produits alimentaires et cosmétiques, ainsi que comme laxatif de lest.
À l'instar de la cellulose, la méthylcellulose est non digestible, non toxique et non allergène.
Outre ses usages culinaires, elle est employée dans les loisirs créatifs, notamment pour la fabrication de papier mâché, et constitue souvent l'ingrédient principal de la colle à papier peint.
Propriétés chimiques de la méthylcellulose :
Point de fusion : 290-305 °C
Densité : 1,01 g/cm³ (à 70 °C)
Indice de réfraction : 1,4970
FEMA : 2696 | MÉTHYLCELLULOSE
Température de stockage : Température ambiante
Solubilité : Pratiquement insoluble dans l'eau chaude, l'acétone, l'éthanol anhydre et le toluène. Se dissout dans l'eau froide pour former une solution colloïdale.
Forme : poudre
Couleur : blanc, blanc jaunâtre ou blanc grisâtre
Odeur : inodore
PH : 5,0 - 8,0
Source biologique : bois (cellulose de pâte)
Type d'odeur : inodore
Soluilité dans l'eau : soluble dans l'eau froide
Merck : 146040
Constante diélectrique : 3,0 (ambiante)
Stabilité : stable. Incompatible avec les agents oxydants puissants, l'eau de Javel, l'acide perchlorique, l'acide nitrique, les perchlorates, les nitrates alcalins, les nitrites alcalins et l'oxyde de calcium. Application principale : pharmaceutique (petite molécule)
Ingrédient cosmétique : liant, stabilisateur de lumière, régulateur de viscosité, stabilisateur d’émulsion
Évaluation des ingrédients cosmétiques (CIR) : méthylcellulose (9004-67-5)
InChIKey : YLGXILFCIXHCMC-JHGZEJCSSA-N
Système d’enregistrement des substances de l’EPA : méthylcellulose (9004-67-5)
La méthylcellulose est un éther méthylique de cellulose.
Elle se présente sous forme de petites particules blanches, jaune pâle ou gris clair (95 % passant au tamis de 40 mesh), de filaments ou de poudre.
Inodore et insipide, la méthylcellulose est hygroscopique et sa densité apparente est de 0,3 à 0,7 g/mL.
Lorsque tous les groupements R de sa structure sont des groupes méthyle, le degré de substitution est de 3 et la teneur en méthoxy est de 45,57 %.
Pour une méthylcellulose utilisée comme additif alimentaire, la teneur en méthoxy doit être d'environ 26 % à 33 %, ce qui correspond à un degré de substitution de 1,7 à 2,2.
Si le degré de substitution est inférieur à 1,3, la méthylcellulose est soluble en milieu alcalin.
Si le degré de substitution est supérieur à 2,6, la méthylcellulose est soluble dans les solvants organiques.
Si le degré de substitution est inférieur à 1,3, la méthylcellulose est soluble en milieu alcalin.
Pour les composés dont le degré de substitution est supérieur à 2,6, la méthylcellulose est soluble dans les solutions organiques.
Entre 1,3 et 2,6, la méthylcellulose est soluble dans l'eau froide, la pyridine, l'aniline, le triméthylformamide, l'alcool benzylique et l'acide acétique.
En solution aqueuse, la méthylcellulose est stable à température ambiante et neutre ; cependant, elle peut gélifier et précipiter à haute température.
La température de gélification dépend de la viscosité absolue et de la concentration de la solution ; une solution très visqueuse et très concentrée a une température de gélification relativement basse.
En présence de sels inorganiques, la viscosité peut augmenter.
La méthylcellulose étant une solution non ionique, les métaux polyvalents ne peuvent pas la précipiter ; la gélification n'a lieu que lorsque la concentration de l'électrolyte et des autres substances dissoutes dépasse un certain seuil.
En solution aqueuse, la méthylcellulose possède une activité tensioactive et, après séchage, forme un film mince. Lors du chauffage et du refroidissement, la méthylcellulose subit une transition réversible et ordonnée de l'état sol à l'état gel.
La méthylcellulose n'existe pas à l'état naturel et est produite synthétiquement en chauffant de la cellulose avec une solution caustique (par exemple, une solution d'hydroxyde de sodium) puis en la traitant avec du chlorure de méthyle.
Au cours de la réaction de substitution qui suit, les groupements hydroxyle (-OH) sont remplacés par des groupements méthylate (-OCH₃).
Différents types de méthylcellulose peuvent être préparés selon le nombre de groupements hydroxyle substitués.
La méthylcellulose est un polymère constitué de nombreuses molécules de glucose liées entre elles, chacune exposant trois groupements hydroxyle.
Le degré de substitution (DS) d'une forme donnée de méthylcellulose est défini comme le nombre moyen de groupements hydroxyle substitués par molécule de glucose.
Le DS maximal théorique est donc de 3,0, mais les valeurs plus courantes se situent entre 1,3 et 2,6.
Différentes préparations de méthylcellulose peuvent également différer par la longueur moyenne de leur chaîne polymère.
Utilisations
La méthylcellulose est largement utilisée dans diverses formulations orales ou topiques ; elle est également très présente dans les cosmétiques et l’alimentation.
Après administration orale, la méthylcellulose n’est ni digérée ni absorbée, ce qui en fait un produit acalorique.
Un excès de méthylcellulose peut temporairement augmenter les flatulences et, en cas d’hydratation insuffisante, provoquer une obstruction œsophagienne.
La méthylcellulose possède toutefois un effet laxatif.
La méthylcellulose est un colloïde hydrophile et un dérivé de cellulose à haute viscosité.
Non toxique et non caustique, la méthylcellulose est hygroscopique et peut se transformer en suspension colloïdale dans l’eau froide.
Elle est insoluble dans l’eau chaude, l’alcool, l’éther, le chloroforme et les solutions salines saturées, mais soluble dans l’acide acétique glacial et dans un mélange à parts égales d’alcool et de chloroforme.
La solution de méthylcellulose peut s'agglomérer en présence de sels, d'acide polybasique, de phénol et de tanins. L'ajout d'éthanol permet de prévenir cette agglomération.
La méthylcellulose n'est ni digérée ni absorbée par l'intestin.
Elle absorbe l'humidité et, mélangée à l'eau, forme une gomme hydrophile volumineuse. Cette gomme augmente le volume des selles, les ramollit et stimule le péristaltisme intestinal, favorisant ainsi la défécation.
Chez les patients souffrant de diarrhée, grâce à son pouvoir absorbant, elle réduit la viscosité intestinale et exerce un effet antidiarrhéique.
Administration orale : 1 à 4 g/jour, avec une grande quantité d'eau, comme laxatif de lest pour le traitement de la constipation.
La méthylcellulose a été utilisée comme anorexigène pour contrôler l'appétit et induire une perte de poids.
Cependant, son efficacité reste incertaine.
La méthylcellulose peut également servir d'adhésif, notamment pour les plastiques de faible ou moyenne viscosité. Elle est efficace sous forme de poudre ou de solution. La méthylcellulose est utilisée pour améliorer la vitesse de dissolution ou de désintégration des médicaments ; sa concentration générale est de 1 à 2 %.
Pour les gels, les gels épaississants et les crèmes : il est recommandé de choisir une méthylcellulose de haute viscosité. En tant qu’agent de suspension et épaississant, les solutions peuvent remplacer le sirop ; pour l’épaississement, utiliser une concentration maximale de 5 %.
Comme agent désintégrant, la méthylcellulose est couramment utilisée à une concentration de 2 % à 10 %.
Comme émulsifiant, il est généralement recommandé d’utiliser une méthylcellulose de faible viscosité à une concentration de 1 % à 5 %. Pour les collyres, il convient d’utiliser une méthylcellulose de haute viscosité.
La méthylcellulose peut être utilisée comme épaississant, stabilisant, émulsifiant, excipient, dispersant, liant et substitut d’hydrosol d’agent filmogène.
La méthylcellulose peut également être utilisée dans la mayonnaise, les matières grasses végétales et certains autres aliments.
Comme les substances ne sont pas digestibles par l’organisme, la méthylcellulose peut retenir plusieurs fois la quantité d’eau, procurant ainsi une sensation de satiété. Il peut être utilisé dans les biscuits apéritifs, les gaufres et autres aliments pour leur donner un effet optimal.
Pour l'utiliser, commencez par humidifier la poudre avec un cinquième de la quantité d'eau nécessaire, puis ajoutez de l'eau froide (il est nécessaire d'ajouter des glaçons) et mélangez bien.
CEE : approuvé pour une utilisation dans les produits moussants surgelés, les chips, les boissons gazeuses, les aliments diététiques spéciaux, les garnitures de pâtisseries, comme agent moussant, les sauces et les jus.
La méthylcellulose peut également être utilisée dans la mayonnaise, les matières grasses végétales hydrogénées et certains autres aliments.
Comme les substances qu'elle contient ne sont pas digestibles par l'organisme, la méthylcellulose peut retenir plusieurs fois son volume d'eau, procurant ainsi une sensation de satiété.
Elle peut être utilisée dans les biscuits apéritifs, les gaufres et autres aliments pour leur donner un effet optimal.
Pour l'utiliser, commencez par humidifier la poudre avec un cinquième de la quantité d'eau nécessaire, puis ajoutez de l'eau froide (il est nécessaire d'ajouter des glaçons) et mélangez bien. CEE : approuvé pour une utilisation dans les produits moussants surgelés, les chips, les boissons gazeuses, les aliments diététiques spéciaux, les garnitures de produits de boulangerie, comme agent de surface pour le moussage, les sauces et les sauces.
La méthylcellulose est largement utilisée dans le secteur de la construction, notamment comme agent de mélange pour le ciment, le plâtre et les joints d'argile.
Elle peut également servir d'agent filmogène adhésif dans les industries cosmétique, pharmaceutique et alimentaire ; ainsi que d'agent d'encollage pour le filage, l'impression et la teinture, d'agent dispersant pour résines synthétiques, d'agent filmogène et d'épaississant pour peintures.
La méthylcellulose est un matériau très stable, résistant aux acides, aux bases, aux micro-organismes et à la chaleur.
Elle est éliminée par l'organisme humain sans modification.
La méthylcellulose est utilisée comme agent dispersant pour résines synthétiques, agent filmogène pour peintures, épaississant, liant, agent d'encollage textile et agent filmogène dans les industries pharmaceutique et alimentaire.
La méthylcellulose est une gomme composée de cellulose dont les groupes hydroxyle sont remplacés par des groupes méthoxyle.
Elle est soluble dans l'eau froide mais insoluble dans l'eau chaude.
La viscosité des solutions augmente lorsqu'elles sont chauffées, elles se gélifient entre 50 et 55 °C et se liquéfient en refroidissant.
La méthylcellulose est utilisée dans les produits de boulangerie pour retenir l'humidité et dans les garnitures de tartes aux fruits pour limiter l'absorption d'eau par la pâte pendant la cuisson.
Elle est également utilisée dans les crevettes panées où elle forme une barrière protectrice contre l'huile.
La méthylcellulose sert d'épaississant et d'émulsifiant dans divers produits alimentaires et cosmétiques, de gélifiant en cuisine avancée et de lubrifiant.
Elle est aussi utilisée dans le traitement de la constipation.
En électrophorèse capillaire, la méthylcellulose agit comme additif tampon pour contrôler le flux électroosmotique et améliorer les séparations.
Dans les industries du papier et du textile, elle est utilisée comme agent d'encollage, protégeant ainsi les fibres de l'eau et de l'huile.
Épaissirisant pour systèmes aqueux et non aqueux, films transparents résistants aux graisses, liants, lubrifiants, stabilisant stérique et agent de rétention d'eau.
Utilisé comme substitut des gommes hydrosolubles ; pour rendre le papier ingraissable, dans les adhésifs, comme agent épaississant dans les cosmétiques, comme colloïde protecteur dans les émulsions, comme liant et stabilisant dans les aliments.
Utilisé comme substitut de matières grasses dans la formulation d'aliments diététiques.
Usage médical
Constipation
La méthylcellulose est utilisée pour traiter la constipation et est classée comme laxatif de lest.
La méthylcellulose agit en augmentant le volume des selles, ce qui améliore les contractions intestinales. Les effets se manifestent généralement en trois jours.
La méthylcellulose se prend par voie orale avec suffisamment d'eau.
Les effets secondaires peuvent inclure des douleurs abdominales.
La méthylcellulose est disponible sans ordonnance.
La méthylcellulose est commercialisée, entre autres, sous la marque Citrucel.
Larmes et salive artificielles
Les propriétés lubrifiantes de la méthylcellulose sont particulièrement bénéfiques dans le traitement de la sécheresse oculaire. Les solutions contenant de la méthylcellulose ou des dérivés cellulosiques similaires sont utilisées comme substitut des larmes ou de la salive en cas de perturbation de la production naturelle de ces fluides.
Fabrication de médicaments
La méthylcellulose est utilisée dans la fabrication de gélules ; ses propriétés comestibles et non toxiques offrent une alternative végétarienne à la gélatine.
Produits de consommation
Épaissir et émulsifiant
La méthylcellulose est parfois ajoutée aux shampoings, aux dentifrices et aux savons liquides pour leur conférer leur consistance épaisse caractéristique.
On l'utilise également dans les aliments, comme les crèmes glacées ou les croquettes.
La méthylcellulose prévient également la séparation des émulsions grâce à ses propriétés stabilisatrices.
Alimentation
Le numéro E de la méthylcellulose en tant qu'additif alimentaire est E461.
La méthylcellulose est de l'hydroxypropylméthylcellulose, plus soluble dans l'eau.
Sous forme de gel, la méthylcellulose possède la propriété unique de se solidifier à chaud et de fondre à froid.
Dans certains analogues de viande destinés à reproduire la texture de la viande, la méthylcellulose est utilisée comme ingrédient, généralement à une concentration inférieure à 2 %.
Lubrifiant
La méthylcellulose peut être utilisée dans les lubrifiants intimes.
Matériaux de construction
La méthylcellulose est largement utilisée comme additif de performance dans les matériaux de construction.
La méthylcellulose est ajoutée aux mortiers secs pour améliorer leurs propriétés, telles que la maniabilité, le temps ouvert et d'ajustement, la rétention d'eau, la viscosité et l'adhérence aux surfaces.
Il convient de ne pas confondre la méthylcellulose de qualité construction avec la méthylcellulose de qualité alimentaire et pharmaceutique ni avec l'hydroxypropylméthylcellulose, car cette dernière peut être réticulée avec du glyoxal pour faciliter sa dispersion dans l'eau.
Les matériaux de construction peuvent être à base de ciment ou de gypse.
Parmi les exemples notables de mortiers secs contenant de la méthylcellulose, on peut citer les colles à carrelage, les systèmes d'isolation thermique par l'extérieur (ITE), les enduits isolants, les enduits appliqués à la truelle ou projetés à la machine, le stuc, les revêtements de sol autonivelants, les panneaux de ciment extrudés, les enduits de finition, les mastics de rebouchage et les joints de carrelage.
On utilise généralement 0,2 % à 0,5 % du poids total de la poudre sèche des mortiers secs. Les dérivés de la méthylcellulose qui améliorent les performances comprennent l'hydroxypropylméthylcellulose (HPMC) et l'hydroxyéthylméthylcellulose (HEMC).
Ces dérivés améliorent généralement des caractéristiques telles que la rétention d'eau, la résistance au glissement vertical, le temps ouvert, etc.
Méthodes de production :
1. Préparer la fibre de base à partir de pâte à papier ; effectuer une réaction d'éthérification pour obtenir du chlorure de méthyle.
Selon les sources, la pâte à papier peut être classée en pâte de coton, pâte de bois, pâte de paille, etc.
La méthylcellulose est couramment utilisée dans l'industrie de la pâte de bois et de la pâte de coton (linters de coton).
La cellulose contenue dans la pâte à papier réagit difficilement avec le chlorure de méthyle ; il est donc nécessaire de la transformer au préalable en cellulose alcaline.
Utiliser 1 partie de cellulose, 0,9 à 1,2 partie d'hydroxyde de sodium et 0,9 à 1,2 partie d'eau (en poids), puis faire tremper le mélange à 30 °C pendant 1 à 2 heures.
Comprimer ensuite pour éliminer l'excès d'alcali et obtenir une cellulose alcaline en vrac. La méthylcellulose est fragmentée afin de libérer la cellulose alcaline et d'homogénéiser sa structure.
Au contact de l'oxygène de l'air, la cellulose alcaline se dégrade et sa polymérisation diminue, permettant ainsi de réguler la viscosité.
La cellulose alcaline ayant subi ce processus de maturation est ensuite mise en suspension dans un excès de chlorure de méthyle (généralement 10 à 15 fois son poids) et portée à réagir pendant environ 5 heures à une température de 60 à 70 °C sous une pression d'environ 1,7 MPa afin de mener à bien la réaction d'éthérification.
Le traitement final comprend le lavage et le séchage du produit fini.
Le lavage s'effectue généralement à l'eau chaude (80-90 °C). Une quantité appropriée d'acide chlorhydrique (ou sulfurique) est ajoutée pour neutraliser le produit, puis de l'acide oxalique est ajouté pour former un complexe avec le fer et les métaux lourds, qui sont éliminés avec le chlorure de sodium lors du lavage à l'eau.
Le produit est ensuite lavé, déshydraté et séché pour obtenir la méthylcellulose. 2. On utilise un alcali pour traiter la pâte de bois ou le coton, puis on utilise du chlorure de méthyle pour méthyler l'alcali et obtenir le produit final.
Certains produits industriels contiennent de faibles quantités (jusqu'à 5 %) d'hydroxyéthyle et/ou de cellulose remplacée par de l'hydroxypropyle.
Pour ces produits, le calcul de l'indice de teneur doit se faire en additionnant le pourcentage de groupes méthoxy et le pourcentage de groupes éthoxy et/ou propoxy, la teneur totale en groupes alcoxy étant indiquée par « alcoxy total ».
Méthodes de production
La méthylcellulose est préparée à partir de pâte de bois (cellulose) par traitement alcalin suivi d'une méthylation de la méthylcellulose alcaline avec du chlorure de méthyle.
La méthylcellulose est ensuite purifiée et broyée en poudre.
Applications pharmaceutiques
La méthylcellulose est largement utilisée dans les formulations pharmaceutiques orales et topiques.
Dans les comprimés, les méthylcelluloses de viscosité faible ou moyenne servent d'agents liants, ajoutées sous forme de poudre sèche ou en solution.
Les méthylcelluloses de viscosité élevée peuvent également être incorporées comme désintégrant.
L'ajout de méthylcellulose à une formulation de comprimé permet d'obtenir des préparations à libération prolongée.
Les noyaux des comprimés peuvent être enrobés par pulvérisation de solutions aqueuses ou organiques de méthylcellulose de faible viscosité hautement substituée afin de masquer un goût désagréable ou de modifier la libération d'un principe actif en contrôlant les propriétés physiques des granules.
Les enrobages de méthylcellulose servent également à sceller les noyaux des comprimés avant l'enrobage de sucre.
Les méthylcelluloses de faible viscosité sont utilisées pour émulsifier les huiles d'olive, d'arachide et minérales.
Ils sont également utilisés comme agents de suspension ou épaississants pour les liquides administrés par voie orale, la méthylcellulose étant couramment employée en remplacement des sirops à base de sucre ou d'autres excipients.
La méthylcellulose retarde la sédimentation des suspensions et augmente le temps de contact des médicaments, tels que les antiacides, avec l'estomac.
Les méthylcelluloses à haute viscosité sont utilisées pour épaissir les produits à application topique, comme les crèmes et les gels.
En ophtalmologie, une solution à 0,5–1,0 % p/v d'une méthylcellulose hautement substituée et à haute viscosité a été utilisée comme excipient pour les collyres.
Cependant, les formulations à base d'hypromellose sont désormais privilégiées pour les préparations ophtalmiques.
La méthylcellulose est également utilisée dans les formulations injectables.
Sur le plan thérapeutique, la méthylcellulose est utilisée comme laxatif de lest ; elle a également été employée pour faciliter le contrôle de l'appétit dans la prise en charge de l'obésité, mais son efficacité reste peu documentée.
