Els èters de cel·lulosa són una varietat de polímers solubles en aigua derivats de la cel·lulosa, un polímer natural que es troba a les parets cel·lulars de les plantes.Aquests èters tenen propietats úniques com l'engrossiment, l'estabilització, la formació de pel·lícules i la retenció d'aigua, i s'utilitzen àmpliament en diverses indústries com la medicina, l'alimentació, la cosmètica i la construcció.Entre els èters de cel·lulosa, la hidroxietilcel·lulosa (HEC) i la hidroxipropilmetilcel·lulosa (HPMC) són dos derivats importants, cadascun amb propietats i aplicacions diferents.
1. Introducció als èters de cel·lulosa
A. Estructura i derivats de la cel·lulosa
Visió general de la cel·lulosa:
La cel·lulosa és un polímer lineal compost per unitats de glucosa unides per enllaços β-1,4-glicosídics.
És ric en parets cel·lulars vegetals i proporciona suport estructural i rigidesa als teixits vegetals.
Derivats de l'èter de cel·lulosa:
Els èters de cel·lulosa es deriven de la cel·lulosa mitjançant modificació química.
S'introdueixen èters per augmentar la solubilitat i alterar les propietats funcionals.
2. Hidroxietilcel·lulosa (HEC)
A. Estructura i síntesi
Estructura química:
L'HEC s'obté per eterificació de cel·lulosa amb òxid d'etilè.
Els grups hidroxietil substitueixen els grups hidroxil a l'estructura de la cel·lulosa.
Grau de substitució (DS):
DS fa referència al nombre mitjà de grups hidroxietil per unitat d'anhidroglucosa.
Afecta la solubilitat, la viscositat i altres propietats de l'HEC.
B. Natura
Solubilitat:
HEC és soluble tant en aigua freda com calenta, proporcionant flexibilitat d'aplicació.
Viscositat:
Com a modificador de la reologia, afecta el gruix i el flux de la solució.
Varia amb DS, concentració i temperatura.
Formació cinematogràfica:
Forma una pel·lícula transparent amb una excel·lent adherència.
C. Aplicació
droga:
S'utilitza com a espessidor en formes de dosificació líquida.
Millora la viscositat i l'estabilitat de les gotes per als ulls.
Pintures i recobriments:
Millora la viscositat i proporciona excel·lents propietats espessidores.
Millorar l'adhesió i l'estabilitat de la pintura.
Productes de cura personal:
Es troba en xampús, cremes i locions com a espessidor i estabilitzador.
Aporta una textura suau als cosmètics.
3. Hidroxipropilmetilcel·lulosa (HPMC)
A. Estructura i síntesi
Estructura química:
HPMC es sintetitza substituint grups hidroxil per grups metoxi i hidroxipropil.
L'eterificació es produeix per reacció amb òxid de propilè i clorur de metil.
Substitució de metoxi i hidroxipropil:
El grup metoxi contribueix a la solubilitat, mentre que el grup hidroxipropil afecta la viscositat.
B. Natura
Gelació tèrmica:
Exhibeix gelificació tèrmica reversible, formant gels a altes temperatures.
Es pot utilitzar per a preparats farmacèutics d'alliberament controlat.
Retenció de líquids:
Excel·lent capacitat de retenció d'aigua, el que el fa adequat per a aplicacions de construcció.
Activitat superficial:
Exhibeix propietats semblants als tensioactius per ajudar a estabilitzar les emulsions.
C. Aplicació
Industria de la construcció:
S'utilitza com a agent de retenció d'aigua en morter a base de ciment.
Millora la treballabilitat i l'adhesió dels adhesius de rajoles.
droga:
S'utilitza habitualment en preparats farmacèutics orals i tòpics.
Facilita l'alliberament controlat de fàrmacs a causa de la seva capacitat de formació de gel.
industria alimentària:
Actua com a espessidor i estabilitzador en els aliments.
Proporciona una textura i una sensació en boca millorades en determinades aplicacions.
4. Anàlisi comparativa
A. Diferències en la síntesi
Síntesi de HEC i HPMC:
L'HEC es produeix fent reaccionar cel·lulosa amb òxid d'etilè.
La síntesi de HPMC implica la doble substitució de grups metoxi i hidroxipropil.
B. Diferències de rendiment
Solubilitat i viscositat:
L'HEC és soluble en aigua freda i calenta, mentre que la solubilitat de HPMC es veu afectada pel contingut del grup metoxi.
L'HEC generalment presenta una viscositat més baixa en comparació amb HPMC.
Comportament del gel:
A diferència de l'HPMC, que forma gels reversibles, l'HEC no pateix gelificació tèrmica.
C. Diferències en l'aplicació
Retenció de líquids:
HPMC és preferit per a aplicacions de construcció a causa de les seves excel·lents propietats de retenció d'aigua.
Capacitat de formació de pel·lícules:
HEC forma pel·lícules clares amb una bona adherència, la qual cosa la fa adequada per a determinades aplicacions on la formació de pel·lícules és crítica.
5 Conclusió
En resum, la hidroxietilcel·lulosa (HEC) i la hidroxipropilmetilcel·lulosa (HPMC) són èters de cel·lulosa importants amb propietats i aplicacions úniques.Les seves estructures químiques úniques, mètodes de síntesi i propietats funcionals els fan versàtils en diverses indústries.Entendre les diferències entre HEC i HPMC us pot ajudar a prendre una decisió informada a l'hora de seleccionar l'èter de cel·lulosa adequat per a una aplicació específica, ja sigui en productes farmacèutics, de construcció, pintures o de cura personal.A mesura que la tecnologia avança amb la ciència, més investigacions poden revelar més aplicacions i modificacions, millorant així la utilitat d'aquests èters de cel·lulosa en diferents camps.
Hora de publicació: 11-12-2023