Carboxyméthylcellulose :
Ioniqueéther de celluloseCe matériau est fabriqué à partir de fibres naturelles (coton, etc.) après traitement alcalin, en utilisant du monochloroacétate de sodium comme agent d'éthérification, et subit une série de traitements réactionnels. Le degré de substitution est généralement de 0,4 à 1,4, et ses performances dépendent fortement de ce degré.
(1) La carboxyméthylcellulose est plus hygroscopique et contiendra plus d'eau lorsqu'elle sera stockée dans des conditions générales.
(2) La solution aqueuse de carboxyméthylcellulose ne forme pas de gel et sa viscosité diminue avec l'augmentation de la température. Au-delà de 50 °C, la viscosité devient irréversible.
(3) Sa stabilité est fortement influencée par le pH. Généralement, il peut être utilisé dans les mortiers à base de gypse, mais pas dans les mortiers à base de ciment. En milieu très alcalin, il perd de la viscosité.
(4) Sa rétention d'eau est bien inférieure à celle de la méthylcellulose. Elle a un effet retardateur sur le mortier à base de gypse et en réduit la résistance. Cependant, le prix de la carboxyméthylcellulose est nettement inférieur à celui de la méthylcellulose.
Éther alkylique de cellulose :
La méthylcellulose et l'éthylcellulose en sont des exemples représentatifs. En production industrielle, le chlorure de méthyle ou le chlorure d'éthyle est généralement utilisé comme agent d'éthérification, et la réaction est la suivante :
Dans la formule, R représente CH₃ ou C₂H₅. La concentration en alcali influe non seulement sur le degré d'éthérification, mais aussi sur la consommation d'halogénures d'alkyle. Plus la concentration en alcali est faible, plus l'hydrolyse de l'halogénure d'alkyle est importante. Afin de réduire la consommation d'agent d'éthérification, il est nécessaire d'augmenter la concentration en alcali. Cependant, une concentration trop élevée diminue l'effet de gonflement de la cellulose, ce qui nuit à la réaction d'éthérification et réduit ainsi le degré d'éthérification. Pour pallier ce problème, il est possible d'ajouter de la lessive concentrée ou solide pendant la réaction. Le réacteur doit être équipé d'un système d'agitation efficace afin d'assurer une distribution homogène de l'alcali.
La méthylcellulose est largement utilisée comme épaississant, adhésif et colloïde protecteur, etc. Elle peut également servir de dispersant pour la polymérisation en émulsion, de liant pour les semences, de pâte textile, d'additif alimentaire et cosmétique, d'adhésif médical, de matériau d'enrobage pour médicaments, et entre dans la composition de peintures au latex, d'encres d'imprimerie, de céramiques, et est mélangée au ciment pour contrôler le temps de prise et augmenter la résistance initiale, etc.
Les produits à base d'éthylcellulose présentent une résistance mécanique élevée, une grande flexibilité et une excellente résistance à la chaleur et au froid. L'éthylcellulose faiblement substituée est soluble dans l'eau et les solutions alcalines diluées, tandis que les produits fortement substitués sont solubles dans la plupart des solvants organiques. Elle offre une bonne compatibilité avec diverses résines et plastifiants. Elle peut être utilisée pour la fabrication de plastiques, de films, de vernis, d'adhésifs, de latex et de revêtements pour médicaments, etc.
L'introduction de groupes hydroxyalkyles dans les éthers alkyliques de cellulose peut améliorer leur solubilité, réduire leur sensibilité au relargage, augmenter la température de gélification et améliorer leurs propriétés de fusion à chaud, etc. Le degré de modification de ces propriétés varie en fonction de la nature des substituants et du rapport entre les groupes alkyles et hydroxyalkyles.
Éther hydroxyalkylique de cellulose :
L'hydroxyéthylcellulose et l'hydroxypropylcellulose en sont des exemples représentatifs. Les agents d'éthérification sont des époxydes tels que l'oxyde d'éthylène et l'oxyde de propylène. Un acide ou une base sert de catalyseur. La production industrielle consiste à faire réagir de la cellulose alcaline avec un agent d'éthérification : l'hydroxyéthylcellulose à haut degré de substitution est soluble dans l'eau froide et l'eau chaude. L'hydroxypropylcellulose à haut degré de substitution est soluble uniquement dans l'eau froide. L'hydroxyéthylcellulose peut être utilisée comme épaississant pour les revêtements en latex, les pâtes d'impression et de teinture textiles, les encollages pour papier, les adhésifs et les colloïdes protecteurs. L'utilisation de l'hydroxypropylcellulose est similaire à celle de l'hydroxyéthylcellulose. L'hydroxypropylcellulose à faible degré de substitution peut être utilisée comme excipient pharmaceutique, possédant à la fois des propriétés liantes et désintégrantes.
Carboxyméthylcellulose, abrégée enCMCIl se présente généralement sous forme de sel de sodium. L'agent d'éthérification est l'acide monochloroacétique, et la réaction est la suivante :
La carboxyméthylcellulose est l'éther de cellulose hydrosoluble le plus utilisé. Autrefois employée principalement comme boue de forage, elle est aujourd'hui utilisée comme additif dans les détergents, les enduits textiles, les peintures au latex, le revêtement du carton et du papier, etc. La carboxyméthylcellulose pure trouve des applications dans l'alimentation, la médecine, les cosmétiques, et sert également d'adhésif pour la céramique et les moules.
La cellulose polyanionique (PAC) est une cellulose ioniqueéther de celluloseLa cellulose polyanionique (PAC) est un substitut haut de gamme de la carboxyméthylcellulose (CMC). Elle se présente sous forme de poudre ou de granulés blancs, blanc cassé ou légèrement jaunes, non toxiques et inodores. Facilement soluble dans l'eau, elle forme une solution transparente d'une viscosité donnée. Elle offre une meilleure stabilité thermique et une résistance accrue aux sels, ainsi que de fortes propriétés antibactériennes. Elle ne moisit pas et ne se détériore pas. Elle se caractérise par une grande pureté, un degré de substitution élevé et une distribution uniforme des substituants. Elle peut être utilisée comme liant, épaississant, modificateur de rhéologie, réducteur de pertes de fluide, stabilisant de suspension, etc. La PAC est largement utilisée dans tous les secteurs industriels où la CMC peut être employée. Elle permet de réduire considérablement le dosage, facilite son utilisation, offre une meilleure stabilité et répond à des exigences de process plus élevées.
La cyanoéthylcellulose est le produit de la réaction entre la cellulose et l'acrylonitrile sous la catalyse d'un alcali :
La cyanoéthylcellulose possède une constante diélectrique élevée et un faible coefficient de pertes ; elle peut servir de matrice de résine pour les lampes à phosphore et électroluminescentes. La cyanoéthylcellulose faiblement substituée peut être utilisée comme papier isolant pour transformateurs.
Des éthers d'alcools gras supérieurs, des éthers alcényliques et des éthers d'alcools aromatiques de cellulose ont été préparés, mais n'ont pas été utilisés en pratique.
Les méthodes de préparation de l'éther de cellulose peuvent être divisées en méthode en milieu aqueux, méthode au solvant, méthode par malaxage, méthode en suspension, méthode gaz-solide, méthode en phase liquide et combinaison des méthodes ci-dessus.
Date de publication : 28 avril 2024