Metilcellulosa (MC)
La formula molecolare della metilcellulosa (MC) è:
[C6H7O2(OH)3-h(OCH3)n\]x
Il processo di produzione consiste nel produrre etere di cellulosa attraverso una serie di reazioni dopo il trattamento del cotone raffinato con alcali, utilizzando il cloruro di metile come agente di eterificazione. Generalmente, il grado di sostituzione è compreso tra 1,6 e 2,0, e anche la solubilità varia a seconda del grado di sostituzione. Appartiene alla categoria degli etere di cellulosa non ionico.
La metilcellulosa è solubile in acqua fredda e difficilmente si scioglie in acqua calda. La sua soluzione acquosa è molto stabile nell'intervallo di pH 3-12.
Presenta una buona compatibilità con amido, gomma di guar, ecc. e molti tensioattivi. Quando la temperatura raggiunge la temperatura di gelificazione, si verifica la gelificazione.
La ritenzione idrica della metilcellulosa dipende dalla quantità aggiunta, dalla viscosità, dalla finezza delle particelle e dalla velocità di dissoluzione.
In genere, se la quantità aggiunta è elevata, la finezza è bassa e la viscosità è elevata, il tasso di ritenzione idrica è elevato. Tra questi, la quantità aggiunta ha il maggiore impatto sul tasso di ritenzione idrica, e il livello di viscosità non è direttamente proporzionale al tasso di ritenzione idrica. Il tasso di dissoluzione dipende principalmente dal grado di modificazione superficiale delle particelle di cellulosa e dalla loro finezza.
Tra gli eteri di cellulosa sopra menzionati, la metilcellulosa e l'idrossipropilmetilcellulosa presentano tassi di ritenzione idrica più elevati.
Carbossimetilcellulosa (CMC)
La carbossimetilcellulosa, nota anche come carbossimetilcellulosa sodica, comunemente nota come cellulosa, CMC, ecc., è un polimero lineare anionico, un sale sodico del carbossilato di cellulosa, rinnovabile e inesauribile. Materie prime chimiche.
Viene utilizzato principalmente nell'industria dei detergenti, nell'industria alimentare e nei fluidi per le trivellazioni nei giacimenti petroliferi, mentre in ambito cosmetico la quantità utilizzata è pari solo a circa l'1%.
L'etere ionico di cellulosa è prodotto da fibre naturali (cotone, ecc.) dopo un trattamento alcalino, utilizzando il monocloroacetato di sodio come agente di eterificazione e sottoponendolo a una serie di trattamenti di reazione.
Il grado di sostituzione è generalmente compreso tra 0,4 e 1,4 e le sue prestazioni sono notevolmente influenzate dal grado di sostituzione.
La CMC ha un'eccellente capacità legante e la sua soluzione acquosa ha una buona capacità di sospensione, ma non presenta un vero e proprio valore di deformazione plastica.
Quando la CMC si dissolve, si verifica effettivamente la depolimerizzazione. La viscosità inizia ad aumentare durante la dissoluzione, raggiunge un massimo e poi scende fino a un plateau. La viscosità risultante è correlata alla depolimerizzazione.
Il grado di depolimerizzazione è strettamente correlato alla quantità di solvente povero (acqua) presente nella formulazione. In un sistema a solvente povero, come un dentifricio contenente glicerina e acqua, la CMC non si depolimerizzerà completamente e raggiungerà un punto di equilibrio.
Nel caso di una data concentrazione di acqua, la CMC altamente sostituita e più idrofila è più facile da depolimerizzare rispetto alla CMC poco sostituita.
Idrossietilcellulosa (HEC)
L'HEC si ottiene trattando il cotone raffinato con alcali e facendolo poi reagire con l'ossido di etilene come agente eterificante in presenza di acetone. Il grado di sostituzione è generalmente compreso tra 1,5 e 2,0. Presenta una forte idrofilia e assorbe facilmente l'umidità.
L'idrossietilcellulosa è solubile in acqua fredda, ma è difficile da sciogliere in acqua calda. La sua soluzione è stabile ad alta temperatura senza gelificare.
È stabile agli acidi e alle basi comuni. Gli alcali possono accelerarne la dissoluzione e aumentarne leggermente la viscosità. La sua disperdibilità in acqua è leggermente inferiore a quella della metilcellulosa e dell'idrossipropilmetilcellulosa.
Idrossipropilmetilcellulosa (HPMC)
La formula molecolare dell'HPMC è:
\[C6H7O2(OH)3-mn(OCH3)m,OCH2CH(OH)CH3\]n\]x
L'idrossipropilmetilcellulosa è una varietà di cellulosa la cui produzione e il cui consumo stanno aumentando rapidamente.
Si tratta di un etere misto di cellulosa non ionico ottenuto da cotone raffinato dopo alcalinizzazione, utilizzando ossido di propilene e cloruro di metile come agenti di eterificazione, attraverso una serie di reazioni. Il grado di sostituzione è generalmente compreso tra 1,2 e 2,0.
Le sue proprietà sono diverse a causa dei diversi rapporti tra il contenuto di metossile e quello di idrossipropile.
L'idrossipropilmetilcellulosa è facilmente solubile in acqua fredda, ma incontra difficoltà a sciogliersi in acqua calda. Tuttavia, la sua temperatura di gelificazione in acqua calda è significativamente superiore a quella della metilcellulosa. Anche la solubilità in acqua fredda è notevolmente migliorata rispetto alla metilcellulosa.
La viscosità dell'idrossipropilmetilcellulosa è correlata al suo peso molecolare: maggiore è il peso molecolare, maggiore è la viscosità. Anche la temperatura influisce sulla sua viscosità: all'aumentare della temperatura, la viscosità diminuisce. Tuttavia, la sua elevata viscosità ha un effetto della temperatura inferiore rispetto alla metilcellulosa. La sua soluzione è stabile se conservata a temperatura ambiente.
La ritenzione idrica dell'idrossipropilmetilcellulosa dipende dalla quantità aggiunta, dalla viscosità, ecc. e il suo tasso di ritenzione idrica alla stessa quantità aggiunta è superiore a quello della metilcellulosa.
L'idrossipropilmetilcellulosa è stabile agli acidi e agli alcali, e la sua soluzione acquosa è molto stabile nell'intervallo di pH 2-12. La soda caustica e l'acqua di calce hanno scarso effetto sulle sue prestazioni, ma gli alcali possono accelerarne la dissoluzione e aumentarne la viscosità.
L'idrossipropilmetilcellulosa è stabile ai sali comuni, ma quando la concentrazione della soluzione salina è elevata, la viscosità della soluzione di idrossipropilmetilcellulosa tende ad aumentare.
L'idrossipropilmetilcellulosa può essere miscelata con composti polimerici idrosolubili per formare una soluzione uniforme e ad alta viscosità, come alcol polivinilico, etere di amido, gomma vegetale, ecc.
L'idrossipropilmetilcellulosa ha una migliore resistenza agli enzimi rispetto alla metilcellulosa e la sua soluzione ha meno probabilità di essere degradata enzimaticamente rispetto alla metilcellulosa.
Data di pubblicazione: 14 febbraio 2023