Metyloceluloza (MC)
Wzór sumaryczny metylocelulozy (MC) to:
[C6H7O2(OH)3-h(OCH3)n\]x
Proces produkcji polega na wytworzeniu eteru celulozy poprzez szereg reakcji po uprzednim potraktowaniu rafinowanej bawełny alkaliami, przy czym chlorek metylu jest stosowany jako środek eteryfikujący. Stopień podstawienia wynosi zazwyczaj 1,6–2,0, a rozpuszczalność jest również różna w zależności od stopnia podstawienia. Należy on do niejonowych eterów celulozy.
Metyloceluloza rozpuszcza się w zimnej wodzie, a w gorącej będzie trudna do rozpuszczenia. Jej wodny roztwór jest bardzo stabilny w zakresie pH 3–12.
Wykazuje dobrą kompatybilność ze skrobią, gumą guar itp. oraz wieloma surfaktantami. Żelowanie następuje, gdy temperatura osiągnie temperaturę żelowania.
Stopień zatrzymania wody przez metylocelulozę zależy od jej dodanej ilości, lepkości, grubości cząstek i szybkości rozpuszczania.
Generalnie, jeśli ilość dodanego materiału jest duża, rozdrobnienie jest małe, a lepkość duża, wskaźnik retencji wody jest wysoki. Spośród nich, ilość dodanego materiału ma największy wpływ na wskaźnik retencji wody, a poziom lepkości nie jest wprost proporcjonalny do poziomu wskaźnika retencji wody. Szybkość rozpuszczania zależy głównie od stopnia modyfikacji powierzchni cząstek celulozy i ich rozdrobnienia.
Spośród powyższych eterów celulozy, metyloceluloza i hydroksypropylometyloceluloza charakteryzują się większą retencją wody.
Karboksymetyloceluloza (CMC)
Karboksymetyloceluloza, znana również jako karboksymetyloceluloza sodowa, powszechnie znana jako celuloza, cmc itp., jest anionowym polimerem liniowym, solą sodową karboksylanu celulozy, odnawialnym i niewyczerpanym. Surowce chemiczne.
Wykorzystywany jest głównie w przemyśle detergentowym, spożywczym oraz jako płyn wiertniczy do wierceń w złożach ropy naftowej, a w kosmetykach jego udział wynosi zaledwie ok. 1%.
Jonowy eter celulozy powstaje z włókien naturalnych (bawełny itp.) po obróbce alkalicznej, przy użyciu monochlorooctanu sodu jako środka eteryfikującego, a następnie poddaniu go szeregowi reakcji chemicznych.
Stopień podstawienia wynosi na ogół 0,4~1,4, a wydajność w dużym stopniu zależy od stopnia podstawienia.
CMC ma doskonałą zdolność wiązania, a jego roztwór wodny ma dobrą zdolność do tworzenia zawiesiny, jednak nie wykazuje rzeczywistej wartości odkształcenia plastycznego.
Kiedy CMC się rozpuszcza, faktycznie zachodzi depolimeryzacja. Lepkość zaczyna rosnąć podczas rozpuszczania, osiąga maksimum, a następnie spada do plateau. Uzyskana lepkość jest związana z depolimeryzacją.
Stopień depolimeryzacji jest ściśle związany z ilością słabego rozpuszczalnika (wody) w formulacji. W układzie słabego rozpuszczalnika, takim jak pasta do zębów zawierająca glicerynę i wodę, CMC nie ulegnie całkowitej depolimeryzacji i osiągnie punkt równowagi.
W przypadku danego stężenia wody, bardziej hydrofilowa, wysoko podstawiona CMC ulega łatwiejszej depolimeryzacji niż nisko podstawiona CMC.
Hydroksyetyloceluloza (HEC)
HEC powstaje w wyniku obróbki rafinowanej bawełny alkaliami, a następnie reakcji z tlenkiem etylenu jako czynnikiem eteryfikującym w obecności acetonu. Stopień podstawienia wynosi zazwyczaj 1,5–2,0. Charakteryzuje się silną hydrofilowością i łatwo absorbuje wilgoć.
Hydroksyetyloceluloza rozpuszcza się w zimnej wodzie, ale trudno ją rozpuścić w gorącej. Jej roztwór jest stabilny w wysokiej temperaturze i nie ulega żelowaniu.
Jest odporny na działanie powszechnie stosowanych kwasów i zasad. Alkalia mogą przyspieszyć jego rozpuszczanie i nieznacznie zwiększyć lepkość. Jego dyspergowalność w wodzie jest nieco gorsza niż metylocelulozy i hydroksypropylometylocelulozy.
Hydroksypropylometyloceluloza (HPMC)
Wzór sumaryczny HPMC jest następujący:
\[C6H7O2(OH)3-mn(OCH3)m,OCH2CH(OH)CH3\]n\]x
Hydroksypropylometyloceluloza jest rodzajem celulozy, której produkcja i zużycie szybko rosną.
Jest to niejonowy eter celulozowy, otrzymywany z rafinowanej bawełny po alkalizacji, z użyciem tlenku propylenu i chlorku metylu jako środka eteryfikującego, w serii reakcji. Stopień podstawienia wynosi zazwyczaj 1,2–2,0.
Jego właściwości są różne ze względu na różny stosunek zawartości grup metoksylowych do zawartości grup hydroksypropylowych.
Hydroksypropylometyloceluloza łatwo rozpuszcza się w zimnej wodzie, ale ma trudności z rozpuszczaniem się w gorącej. Jednak jej temperatura żelowania w gorącej wodzie jest znacznie wyższa niż metylocelulozy. Rozpuszczalność w zimnej wodzie jest również znacznie lepsza w porównaniu z metylocelulozą.
Lepkość hydroksypropylometylocelulozy jest związana z jej masą cząsteczkową, a im większa masa cząsteczkowa, tym wyższa lepkość. Temperatura również wpływa na lepkość – wraz ze wzrostem temperatury lepkość maleje. Jednak jej wysoka lepkość ma mniejszy wpływ na temperaturę niż metylocelulozy. Jej roztwór jest stabilny w temperaturze pokojowej.
Retencja wody przez hydroksypropylometylocelulozę zależy od jej dodanej ilości, lepkości itp., a szybkość retencji wody przy tej samej dodanej ilości jest wyższa niż w przypadku metylocelulozy.
Hydroksypropylometyloceluloza jest odporna na działanie kwasów i zasad, a jej wodny roztwór jest bardzo stabilny w zakresie pH 2–12. Soda kaustyczna i woda wapienna mają niewielki wpływ na jej działanie, ale zasady mogą przyspieszyć jej rozpuszczanie i zwiększyć lepkość.
Hydroksypropylometyloceluloza jest stabilna w kontakcie ze zwykłymi solami, ale gdy stężenie roztworu soli jest wysokie, lepkość roztworu hydroksypropylometylocelulozy ma tendencję do wzrostu.
Hydroksypropylometylocelulozę można mieszać z rozpuszczalnymi w wodzie związkami polimerowymi, takimi jak alkohol poliwinylowy, eter skrobiowy, guma roślinna itp., aby uzyskać jednorodny roztwór o wyższej lepkości.
Hydroksypropylometyloceluloza ma lepszą odporność na enzymy niż metyloceluloza, a jej roztwór jest mniej podatny na degradację enzymatyczną niż metyloceluloza
Czas publikacji: 14 lutego 2023 r.