Methylcellulose (MC)
De moleculaire formule van methylcellulose (MC) is:
[C6H7O2(OH)3-h(OCH3)n\]x
Het productieproces omvat de vervaardiging van cellulose-ether door middel van een reeks reacties nadat geraffineerd katoen met alkali is behandeld, waarbij methylchloride als veretheringsmiddel wordt gebruikt. Over het algemeen ligt de substitutiegraad tussen 1,6 en 2,0, en de oplosbaarheid verschilt afhankelijk van de substitutiegraad. Het behoort tot de niet-ionische cellulose-ethers.
Methylcellulose is oplosbaar in koud water en lost moeilijk op in heet water. De waterige oplossing ervan is zeer stabiel bij een pH-waarde tussen 3 en 12.
Het is goed compatibel met zetmeel, guargom, enz. en veel oppervlakteactieve stoffen. Gelering treedt op wanneer de temperatuur de geleertemperatuur bereikt.
Het waterbindend vermogen van methylcellulose hangt af van de toegevoegde hoeveelheid, de viscositeit, de fijnheid van de deeltjes en de oplossnelheid.
Over het algemeen geldt dat hoe groter de toegevoegde hoeveelheid, hoe kleiner de fijnheid en hoe hoger de viscositeit, hoe hoger het waterretentiepercentage. De hoeveelheid toegevoegde stof heeft de grootste invloed op het waterretentiepercentage, terwijl de viscositeit niet rechtstreeks evenredig is met het waterretentiepercentage. De oplossnelheid hangt voornamelijk af van de mate van oppervlaktemodificatie van de cellulosedeeltjes en de fijnheid van de deeltjes.
Van de bovengenoemde cellulose-ethers hebben methylcellulose en hydroxypropylmethylcellulose een hoger waterretentiepercentage.
Carboxymethylcellulose (CMC)
Carboxymethylcellulose, ook bekend als natriumcarboxymethylcellulose, of kortweg cellulose, CMC, enz., is een anionisch lineair polymeer, een natriumzout van cellulosecarboxylaat, en is een hernieuwbare en onuitputtelijke chemische grondstof.
Het wordt voornamelijk gebruikt in de wasmiddelenindustrie, de voedingsmiddelenindustrie en als boorvloeistof voor olievelden, en het gebruik ervan in cosmetica bedraagt slechts ongeveer 1%.
Ionische cellulose-ether wordt gemaakt van natuurlijke vezels (katoen, enz.) na alkalische behandeling, met natriummonochlooracetaat als veretheringsmiddel, en na een reeks reactiebehandelingen.
De substitutiegraad ligt doorgaans tussen 0,4 en 1,4, en de prestaties worden sterk beïnvloed door de substitutiegraad.
CMC heeft een uitstekend bindend vermogen en de waterige oplossing ervan heeft een goed suspenderend vermogen, maar vertoont geen noemenswaardige plastische vervorming.
Wanneer de CMC oplost, vindt er daadwerkelijk depolymerisatie plaats. De viscositeit begint tijdens het oplossen te stijgen, bereikt een maximum en daalt vervolgens naar een plateau. De resulterende viscositeit is gerelateerd aan depolymerisatie.
De mate van depolymerisatie hangt nauw samen met de hoeveelheid slecht oplosmiddel (water) in de formulering. In een systeem met een slecht oplosmiddel, zoals een tandpasta die glycerine en water bevat, zal CMC niet volledig depolymeriseren en een evenwichtspunt bereiken.
Bij een gegeven waterconcentratie is de meer hydrofiele, sterk gesubstitueerde CMC gemakkelijker te depolymeriseren dan de minder gesubstitueerde CMC.
Hydroxyethylcellulose (HEC)
HEC wordt gemaakt door geraffineerd katoen te behandelen met alkali en het vervolgens te laten reageren met ethyleenoxide als veretheringsmiddel in aanwezigheid van aceton. De substitutiegraad ligt over het algemeen tussen 1,5 en 2,0. Het heeft een sterke hydrofiliteit en neemt gemakkelijk vocht op.
Hydroxyethylcellulose is oplosbaar in koud water, maar moeilijk oplosbaar in heet water. De oplossing ervan is stabiel bij hoge temperaturen zonder te geleren.
Het is stabiel ten opzichte van gangbare zuren en basen. Alkaliën kunnen de oplossing ervan versnellen en de viscositeit enigszins verhogen. De dispergeerbaarheid in water is iets minder goed dan die van methylcellulose en hydroxypropylmethylcellulose.
Hydroxypropylmethylcellulose (HPMC)
De moleculaire formule van HPMC is:
\[C6H7O2(OH)3-mn(OCH3)m,OCH2CH(OH)CH3\]n\]x
Hydroxypropylmethylcellulose is een cellulosevariant waarvan de productie en het verbruik snel toenemen.
Het is een niet-ionische cellulose-mengether, gemaakt van geraffineerd katoen na alkalisering, met behulp van propyleenoxide en methylchloride als veretheringsmiddel, via een reeks reacties. De substitutiegraad ligt doorgaans tussen 1,2 en 2,0.
De eigenschappen ervan verschillen door de verschillende verhoudingen tussen het methoxylgehalte en het hydroxypropylgehalte.
Hydroxypropylmethylcellulose lost gemakkelijk op in koud water, maar is moeilijk op te lossen in heet water. De geleertemperatuur in heet water ligt echter aanzienlijk hoger dan die van methylcellulose. Ook de oplosbaarheid in koud water is veel beter dan die van methylcellulose.
De viscositeit van hydroxypropylmethylcellulose is gerelateerd aan het molecuulgewicht; hoe hoger het molecuulgewicht, hoe hoger de viscositeit. Ook de temperatuur beïnvloedt de viscositeit: bij een hogere temperatuur neemt de viscositeit af. De hoge viscositeit van hydroxypropylmethylcellulose is echter minder gevoelig voor temperatuurveranderingen dan die van methylcellulose. De oplossing is stabiel bij opslag op kamertemperatuur.
Het waterbindend vermogen van hydroxypropylmethylcellulose hangt af van de toegevoegde hoeveelheid, de viscositeit, enz., en het waterbindend vermogen bij dezelfde toegevoegde hoeveelheid is hoger dan dat van methylcellulose.
Hydroxypropylmethylcellulose is stabiel in zuren en basen, en de waterige oplossing ervan is zeer stabiel in het pH-bereik van 2 tot 12. Natronloog en kalkwater hebben weinig invloed op de eigenschappen, maar alkali kan de oplossnelheid verhogen en de viscositeit verbeteren.
Hydroxypropylmethylcellulose is stabiel ten opzichte van gangbare zouten, maar bij een hoge zoutconcentratie neemt de viscositeit van de hydroxypropylmethylcellulose-oplossing toe.
Hydroxypropylmethylcellulose kan worden gemengd met wateroplosbare polymeerverbindingen om een uniforme oplossing met een hogere viscositeit te vormen. Voorbeelden hiervan zijn polyvinylalcohol, zetmeelether, plantaardige gom, enzovoort.
Hydroxypropylmethylcellulose heeft een betere enzymresistentie dan methylcellulose, en de oplossing ervan wordt minder snel enzymatisch afgebroken dan methylcellulose.
Geplaatst op: 14 februari 2023