Etery celulozy to ważna klasa związków polimerowych, szeroko stosowana w budownictwie, medycynie, przemyśle spożywczym i innych dziedzinach. Spośród nich cztery popularne etery celulozy to HPMC (hydroksypropylometyloceluloza), MC (metyloceluloza), HEC (hydroksyetyloceluloza) i CMC (karboksymetyloceluloza).
Metyloceluloza (MC):
MC rozpuszcza się w zimnej wodzie, ale trudno rozpuszcza się w gorącej. Roztwór wodny jest bardzo stabilny w zakresie pH 3–12, charakteryzuje się dobrą kompatybilnością i można go mieszać z różnymi surfaktantami, takimi jak skrobia i guma guar. Żelowanie następuje po osiągnięciu temperatury żelowania.
Retencja wody w MC zależy od ilości dodanego dodatku, lepkości, stopnia rozdrobnienia cząstek i szybkości rozpuszczania. Zazwyczaj stopień retencji wody jest wysoki, gdy dodana ilość jest duża, cząstki są drobne, a lepkość wysoka. Spośród nich, dodana ilość ma największy wpływ na stopień retencji wody, a poziom lepkości nie jest proporcjonalny do stopnia retencji wody. Szybkość rozpuszczania zależy głównie od stopnia modyfikacji powierzchni i stopnia rozdrobnienia cząstek celulozy.
Zmiany temperatury mają poważny wpływ na retencję wody w MC. Generalnie, im wyższa temperatura, tym gorsza retencja wody. Jeśli temperatura zaprawy przekroczy 40°C, retencja wody w MC znacznie się zmniejszy, co poważnie wpłynie na właściwości konstrukcyjne zaprawy.
MC ma znaczący wpływ na właściwości konstrukcyjne i przyczepność zaprawy. W tym przypadku „adhezja” odnosi się do przyczepności między narzędziami budowlanymi pracownika a podłożem ściany, czyli wytrzymałości zaprawy na ścinanie. Im większa przyczepność, tym większa wytrzymałość zaprawy na ścinanie, tym większa siła wymagana przez pracownika podczas użytkowania i tym gorsza wytrzymałość zaprawy. Adhezja MC jest na średnim poziomie wśród produktów na bazie eteru celulozy.
Hydroksypropylometyloceluloza (HPMC):
HPMC łatwo rozpuszcza się w wodzie, ale może być trudne do rozpuszczenia w gorącej wodzie. Jednak jego temperatura żelowania w gorącej wodzie jest znacznie wyższa niż w przypadku MC, a jego rozpuszczalność w zimnej wodzie jest również lepsza niż w przypadku MC.
Lepkość HPMC jest związana z masą cząsteczkową, a lepkość jest wysoka, gdy masa cząsteczkowa jest duża. Temperatura również wpływa na lepkość, która maleje wraz ze wzrostem temperatury, ale temperatura, w której lepkość spada, jest niższa niż w przypadku MC. Jego roztwór jest stabilny w temperaturze pokojowej.
Retencja wody w HPMC zależy od ilości dodanego składnika, lepkości itp. Przy takiej samej ilości dodanego składnika, szybkość retencji wody jest wyższa niż w przypadku MC.
HPMC jest odporny na działanie kwasów i zasad, a jego wodny roztwór jest bardzo stabilny w zakresie pH 2–12. Soda kaustyczna i woda wapienna mają niewielki wpływ na jego działanie, ale zasady mogą przyspieszyć jego rozpuszczanie i zwiększyć lepkość. HPMC jest odporny na działanie soli, ale przy wysokim stężeniu roztworu soli lepkość roztworu HPMC ma tendencję do wzrostu.
HPMC można mieszać ze związkami polimerowymi rozpuszczalnymi w wodzie, tworząc jednorodny roztwór o wyższej lepkości, taki jak alkohol poliwinylowy, eter skrobiowy, guma roślinna itp.
HPMC charakteryzuje się lepszą odpornością na enzymy niż MC, a jego roztwór jest mniej podatny na degradację enzymatyczną niż MC. HPMC ma lepszą przyczepność do zaprawy niż MC.
Hydroksyetyloceluloza (HEC):
HEC rozpuszcza się w zimnej wodzie, a trudno rozpuszcza się w gorącej. Roztwór jest stabilny w wysokiej temperaturze i nie ma właściwości żelujących. Można go stosować w zaprawie przez długi czas w wysokiej temperaturze, ale jego retencja wody jest niższa niż w przypadku MC.
HEC jest odporny na działanie kwasów i zasad. Zasady mogą przyspieszyć jego rozpuszczanie i nieznacznie zwiększyć lepkość. Jego dyspersja w wodzie jest nieco gorsza niż w przypadku MC i HPMC.
HEC ma dobre właściwości zawieszające w zaprawie, ale cement ma dłuższy czas opóźnienia wiązania.
HEC produkowany przez niektóre krajowe przedsiębiorstwa ma niższą wydajność niż MC ze względu na wysoką zawartość wody i popiołu.
Karboksymetyloceluloza (CMC):
CMC to jonowy eter celulozy otrzymywany w wyniku szeregu reakcji chemicznych, w których naturalne włókna (takie jak bawełna) są traktowane alkaliami, a kwas chlorooctowy jest stosowany jako środek eteryfikujący. Stopień podstawienia wynosi zazwyczaj od 0,4 do 1,4, a jego działanie jest w dużym stopniu uzależnione od stopnia podstawienia.
CMC ma właściwości zagęszczające i stabilizujące emulsyfikację. Można go stosować w napojach zawierających oleje i białka, gdzie pełni rolę stabilizującą emulsyfikację.
CMC ma właściwości retencji wody. W produktach mięsnych, chlebie, bułkach na parze i innych produktach spożywczych może odgrywać rolę w poprawie stanu tkanki, zmniejszać lotność wody, zwiększać wydajność produktu i poprawiać jego smak.
CMC ma właściwości żelujące i można go stosować do wyrobu galaretek i dżemów.
CMC może tworzyć na powierzchni żywności powłokę, która ma pewien efekt ochronny na owoce i warzywa i przedłuża ich okres przydatności do spożycia.
Każdy z tych eterów celulozy ma swoje unikalne właściwości i obszary zastosowań. Wybór odpowiednich produktów musi być dokonany w oparciu o konkretne wymagania dotyczące zastosowania i warunki środowiskowe.
Czas publikacji: 29.10.2024