Methylcellulose (MC)
Die Molekularformel von Methylcellulose (MC) lautet:
[C6H7O2(OH)3-h(OCH3)n\]x
Die Herstellung von Celluloseether erfolgt durch eine Reihe von Reaktionen nach der Behandlung raffinierter Baumwolle mit Alkali, wobei Methylchlorid als Veretherungsmittel dient. Der Substitutionsgrad liegt üblicherweise zwischen 1,6 und 2,0, und die Löslichkeit variiert mit dem Substitutionsgrad. Es handelt sich um einen nichtionischen Celluloseether.
Methylcellulose ist in kaltem Wasser löslich, in heißem Wasser hingegen schwer. Ihre wässrige Lösung ist im pH-Bereich von 3 bis 12 sehr stabil.
Es ist gut mit Stärke, Guarkernmehl usw. und vielen Tensiden verträglich. Bei Erreichen der Gelierungstemperatur tritt die Gelierung ein.
Die Wasserretention von Methylcellulose hängt von der zugesetzten Menge, der Viskosität, der Partikelfeinheit und der Auflösungsgeschwindigkeit ab.
Im Allgemeinen gilt: Je größer die Zugabemenge, desto geringer die Feinheit und desto höher die Viskosität, desto höher die Wasserretentionsrate. Die Zugabemenge hat den größten Einfluss auf die Wasserretentionsrate, während die Viskosität nicht direkt proportional zu ihr ist. Die Auflösungsrate hängt hauptsächlich vom Grad der Oberflächenmodifizierung der Cellulosepartikel und deren Feinheit ab.
Unter den oben genannten Celluloseethern weisen Methylcellulose und Hydroxypropylmethylcellulose höhere Wasserretentionsraten auf.
Carboxymethylcellulose (CMC)
Carboxymethylcellulose, auch bekannt als Natriumcarboxymethylcellulose, allgemein als Cellulose, CMC usw., ist ein anionisches, lineares Polymer, ein Natriumsalz des Cellulosecarboxylats, und ist ein nachwachsender und unerschöpflicher chemischer Rohstoff.
Es wird hauptsächlich in der Waschmittelindustrie, der Lebensmittelindustrie und als Bohrflüssigkeit in Ölfeldern eingesetzt, der Anteil in Kosmetika beträgt nur etwa 1 %.
Ionischer Celluloseether wird aus Naturfasern (Baumwolle usw.) nach Alkalibehandlung unter Verwendung von Natriummonochloracetat als Veretherungsmittel und anschließender Durchführung einer Reihe von Reaktionsbehandlungen hergestellt.
Der Substitutionsgrad liegt im Allgemeinen zwischen 0,4 und 1,4, und seine Leistungsfähigkeit wird maßgeblich vom Substitutionsgrad beeinflusst.
CMC besitzt ein ausgezeichnetes Bindungsvermögen und seine wässrige Lösung hat ein gutes Suspensionsvermögen, aber es gibt keinen wirklichen Wert für plastische Verformung.
Beim Auflösen der CMC findet tatsächlich eine Depolymerisation statt. Die Viskosität steigt während des Auflösungsprozesses an, erreicht ein Maximum und sinkt dann auf ein Plateau ab. Die resultierende Viskosität steht in Zusammenhang mit der Depolymerisation.
Der Grad der Depolymerisation hängt eng mit der Menge an schlechtem Lösungsmittel (Wasser) in der Formulierung zusammen. In einem System mit schlechtem Lösungsmittel, wie beispielsweise einer Zahnpasta mit Glycerin und Wasser, depolymerisiert CMC nicht vollständig und erreicht einen Gleichgewichtspunkt.
Bei gegebener Wasserkonzentration lässt sich das hydrophilere, hochsubstituierte CMC leichter depolymerisieren als das niedrigsubstituierte CMC.
Hydroxyethylcellulose (HEC)
HEC wird durch die Behandlung von raffinierter Baumwolle mit Alkali und anschließende Reaktion mit Ethylenoxid als Veretherungsmittel in Gegenwart von Aceton hergestellt. Der Substitutionsgrad liegt üblicherweise zwischen 1,5 und 2,0. Es ist stark hydrophil und nimmt leicht Feuchtigkeit auf.
Hydroxyethylcellulose ist in kaltem Wasser löslich, jedoch schwer in heißem Wasser. Ihre Lösung ist bei hohen Temperaturen stabil und geliert nicht.
Es ist gegenüber gängigen Säuren und Basen stabil. Laugen können seine Auflösung beschleunigen und seine Viskosität leicht erhöhen. Seine Dispergierbarkeit in Wasser ist etwas schlechter als die von Methylcellulose und Hydroxypropylmethylcellulose.
Hydroxypropylmethylcellulose (HPMC)
Die Summenformel von HPMC lautet:
\[C6H7O2(OH)3-mn(OCH3)m,OCH2CH(OH)CH3\]n\]x
Hydroxypropylmethylcellulose ist eine Celluloseart, deren Produktion und Verbrauch rapide zunehmen.
Es handelt sich um einen nichtionischen Cellulose-Mischether, der aus raffinierter, alkalisierter Baumwolle unter Verwendung von Propylenoxid und Methylchlorid als Veretherungsmittel in einer Reihe von Reaktionen hergestellt wird. Der Substitutionsgrad liegt im Allgemeinen zwischen 1,2 und 2,0.
Seine Eigenschaften unterscheiden sich aufgrund des unterschiedlichen Verhältnisses von Methoxyl- und Hydroxypropylgehalt.
Hydroxypropylmethylcellulose ist in kaltem Wasser leicht löslich, löst sich jedoch in heißem Wasser nur schwer. Ihre Gelierungstemperatur in heißem Wasser ist deutlich höher als die von Methylcellulose. Auch die Löslichkeit in kaltem Wasser ist im Vergleich zu Methylcellulose deutlich verbessert.
Die Viskosität von Hydroxypropylmethylcellulose hängt von ihrem Molekulargewicht ab; je höher das Molekulargewicht, desto höher die Viskosität. Auch die Temperatur beeinflusst die Viskosität: Mit steigender Temperatur sinkt sie. Im Vergleich zu Methylcellulose ist die Viskosität jedoch weniger temperaturabhängig. Die Lösung ist bei Raumtemperatur stabil.
Die Wasserretention von Hydroxypropylmethylcellulose hängt von der Zugabemenge, der Viskosität usw. ab; die Wasserretentionsrate ist bei gleicher Zugabemenge höher als die von Methylcellulose.
Hydroxypropylmethylcellulose ist gegenüber Säuren und Laugen stabil, und ihre wässrige Lösung ist im pH-Bereich von 2 bis 12 sehr stabil. Natronlauge und Kalkwasser haben nur geringen Einfluss auf ihre Eigenschaften, Laugen hingegen können ihre Auflösung beschleunigen und ihre Viskosität erhöhen.
Hydroxypropylmethylcellulose ist gegenüber gängigen Salzen stabil, jedoch neigt die Viskosität der Hydroxypropylmethylcellulose-Lösung bei hohen Salzkonzentrationen dazu, zuzunehmen.
Hydroxypropylmethylcellulose kann mit wasserlöslichen Polymerverbindungen zu einer homogenen Lösung mit höherer Viskosität vermischt werden. Beispiele hierfür sind Polyvinylalkohol, Stärkeether, pflanzliche Gummiarten usw.
Hydroxypropylmethylcellulose weist eine bessere Enzymresistenz auf als Methylcellulose, und ihre Lösung wird weniger wahrscheinlich enzymatisch abgebaut als Methylcellulose.
Veröffentlichungsdatum: 14. Februar 2023