Metilcelulose (MC)
A fórmula molecular da metilcelulose (MC) é:
[C6H7O2(OH)3-h(OCH3)n\]x
O processo de produção consiste na obtenção de éter de celulose por meio de uma série de reações após o algodão refinado ser tratado com álcali, utilizando cloreto de metila como agente eterificante. Geralmente, o grau de substituição varia de 1,6 a 2,0, e a solubilidade também varia de acordo com o grau de substituição. Pertence à classe dos éteres de celulose não iônicos.
A metilcelulose é solúvel em água fria e apresenta baixa solubilidade em água quente. Sua solução aquosa é bastante estável na faixa de pH 3 a 12.
Possui boa compatibilidade com amido, goma guar, etc., e com muitos surfactantes. Quando a temperatura atinge a temperatura de gelificação, ocorre a gelificação.
A retenção de água da metilcelulose depende da quantidade adicionada, da viscosidade, da finura das partículas e da taxa de dissolução.
De modo geral, se a quantidade adicionada for grande, a finura for pequena e a viscosidade for alta, a taxa de retenção de água será elevada. Dentre esses fatores, a quantidade adicionada é o que mais impacta a taxa de retenção de água, e o nível de viscosidade não é diretamente proporcional a essa taxa. A taxa de dissolução depende principalmente do grau de modificação da superfície das partículas de celulose e da finura das partículas.
Dentre os éteres de celulose mencionados acima, a metilcelulose e a hidroxipropilmetilcelulose apresentam taxas de retenção de água mais elevadas.
Carboximetilcelulose (CMC)
A carboximetilcelulose, também conhecida como carboximetilcelulose sódica, celulose, CMC, etc., é um polímero linear aniônico, um sal de sódio do carboxilato de celulose, e é uma matéria-prima química renovável e inesgotável.
É utilizado principalmente na indústria de detergentes, na indústria alimentícia e como fluido de perfuração em campos petrolíferos, sendo que a quantidade utilizada em cosméticos representa apenas cerca de 1%.
O éter de celulose iônico é produzido a partir de fibras naturais (algodão, etc.) após tratamento alcalino, utilizando monocloroacetato de sódio como agente de eterificação, e submetido a uma série de tratamentos reacionais.
O grau de substituição geralmente varia de 0,4 a 1,4, e seu desempenho é bastante afetado por esse grau.
A CMC possui excelente capacidade de ligação e sua solução aquosa apresenta boa capacidade de suspensão, mas não possui valor real de deformação plástica.
Quando a CMC se dissolve, ocorre de fato a despolimerização. A viscosidade começa a aumentar durante a dissolução, atinge um máximo e, em seguida, cai para um patamar. A viscosidade resultante está relacionada à despolimerização.
O grau de despolimerização está intimamente relacionado à quantidade de solvente fraco (água) na formulação. Em um sistema com solvente fraco, como um creme dental contendo glicerina e água, a CMC não se despolimerizará completamente e atingirá um ponto de equilíbrio.
Em uma dada concentração de água, a CMC altamente substituída e mais hidrofílica é mais fácil de despolimerizar do que a CMC pouco substituída.
Hidroxietilcelulose (HEC)
O HEC é produzido pelo tratamento de algodão refinado com álcali, seguido de reação com óxido de etileno como agente eterificante na presença de acetona. O grau de substituição geralmente varia de 1,5 a 2,0. Possui forte hidrofilicidade e absorve umidade com facilidade.
A hidroxietilcelulose é solúvel em água fria, mas tem dificuldade em se dissolver em água quente. Sua solução é estável em altas temperaturas, sem formar gel.
É estável em ácidos e bases comuns. Os álcalis podem acelerar sua dissolução e aumentar ligeiramente sua viscosidade. Sua dispersibilidade em água é um pouco pior do que a da metilcelulose e da hidroxipropilmetilcelulose.
Hidroxipropilmetilcelulose (HPMC)
A fórmula molecular do HPMC é:
\[C6H7O2(OH)3-mn(OCH3)m,OCH2CH(OH)CH3\]n\]x
A hidroxipropilmetilcelulose é uma variedade de celulose cuja produção e consumo estão aumentando rapidamente.
Trata-se de um éter misto de celulose não iônico, produzido a partir de algodão refinado após alcalinização, utilizando óxido de propileno e cloreto de metila como agentes de eterificação, por meio de uma série de reações. O grau de substituição é geralmente de 1,2 a 2,0.
Suas propriedades são diferentes devido às diferentes proporções de conteúdo de metoxila e conteúdo de hidroxipropil.
A hidroxipropilmetilcelulose é facilmente solúvel em água fria, mas apresenta dificuldades de dissolução em água quente. No entanto, sua temperatura de gelificação em água quente é significativamente maior do que a da metilcelulose. A solubilidade em água fria também é bastante superior à da metilcelulose.
A viscosidade da hidroxipropilmetilcelulose está relacionada ao seu peso molecular, sendo que quanto maior o peso molecular, maior a viscosidade. A temperatura também afeta sua viscosidade, diminuindo com o aumento da temperatura. No entanto, sua alta viscosidade apresenta menor efeito da temperatura do que a metilcelulose. Sua solução é estável quando armazenada à temperatura ambiente.
A retenção de água da hidroxipropilmetilcelulose depende da quantidade adicionada, da viscosidade, etc., e sua taxa de retenção de água, para a mesma quantidade adicionada, é maior do que a da metilcelulose.
A hidroxipropilmetilcelulose é estável em meio ácido e alcalino, e sua solução aquosa é muito estável na faixa de pH 2 a 12. A soda cáustica e a água de cal têm pouco efeito sobre seu desempenho, mas os álcalis podem acelerar sua dissolução e aumentar sua viscosidade.
A hidroxipropilmetilcelulose é estável a sais comuns, mas quando a concentração da solução salina é alta, a viscosidade da solução de hidroxipropilmetilcelulose tende a aumentar.
A hidroxipropilmetilcelulose pode ser misturada com compostos poliméricos solúveis em água para formar uma solução uniforme e de maior viscosidade. Exemplos incluem álcool polivinílico, éter de amido, goma vegetal, etc.
A hidroxipropilmetilcelulose apresenta melhor resistência enzimática do que a metilcelulose, e sua solução é menos suscetível à degradação enzimática do que a metilcelulose.
Data da publicação: 14 de fevereiro de 2023