L'etilcel·lulosa és un derivat de la cel·lulosa, un polímer natural compost per unitats de glucosa.Es sintetitza fent reaccionar cel·lulosa amb clorur d'etil o òxid d'etilè, produint molècules de cel·lulosa parcialment substituïdes.L'etilcel·lulosa té una sèrie de propietats químiques que la fan útil en una varietat d'aplicacions industrials i farmacèutiques.
Estructura molecular:
L'etilcel·lulosa conserva l'estructura bàsica de la cel·lulosa, que consisteix en unitats de glucosa repetides unides entre si per enllaços β-1,4-glicosídics.
La substitució d'etil es produeix principalment en els grups hidroxil de la columna vertebral de la cel·lulosa, donant lloc a diferents graus de substitució (DS) que indiquen el nombre mitjà de grups etil per unitat de glucosa.
El grau de substitució afecta les propietats de l'etilcel·lulosa, incloses la solubilitat, la viscositat i la capacitat de formar pel·lícules.
Solubilitat:
A causa de la naturalesa hidrofòbica del grup etil, l'etilcel·lulosa és insoluble en aigua.
Exhibeix solubilitat en una varietat de dissolvents orgànics, inclosos alcohols, cetones, èsters i hidrocarburs clorats.
La solubilitat augmenta amb la disminució del pes molecular i l'augment del grau d'etoxilació.
Propietats de formació de pel·lícules:
L'etilcel·lulosa és coneguda per les seves capacitats pel·lícules, la qual cosa la fa valuosa en la producció de recobriments, pel·lícules i formulacions farmacèutiques d'alliberament controlat.
La capacitat de l'etilcel·lulosa per dissoldre's en una varietat de dissolvents orgànics afavoreix la formació de pel·lícules, amb l'evaporació posterior del dissolvent deixant una pel·lícula uniforme.
Reactivitat:
L'etilcel·lulosa presenta una reactivitat relativament baixa en condicions normals.Tanmateix, es pot modificar químicament mitjançant reaccions com l'eterificació, l'esterificació i la reticulació.
Les reaccions d'eterificació impliquen la introducció de substituents addicionals a la columna vertebral de la cel·lulosa, canviant així les propietats.
L'esterificació es pot produir fent reaccionar l'etilcel·lulosa amb àcids carboxílics o clorurs àcids, produint èsters de cel·lulosa amb solubilitat alterada i altres propietats.
Es poden iniciar reaccions de reticulació per millorar la resistència mecànica i l'estabilitat tèrmica de les membranes d'etilcel·lulosa.
Rendiment tèrmic:
L'etilcel·lulosa presenta estabilitat tèrmica dins d'un determinat interval de temperatura, més enllà del qual es produeix la descomposició.
La degradació tèrmica comença normalment al voltant dels 200-250 °C, depenent de factors com el grau de substitució i la presència de plastificants o additius.
L'anàlisi termogravimètrica (TGA) i la calorimetria d'exploració diferencial (DSC) són tècniques d'ús habitual per caracteritzar el comportament tèrmic de l'etilcel·lulosa i les seves mescles.
compatibilitat:
L'etilcel·lulosa és compatible amb una varietat d'altres polímers, plastificants i additius, la qual cosa la fa apta per a la barreja amb altres materials per aconseguir les propietats desitjades.
Els additius comuns inclouen plastificants com el polietilè glicol (PEG) i el citrat de trietil, que milloren la flexibilitat i les propietats pel·lícules.
La compatibilitat amb els ingredients farmacèutics actius (API) és fonamental en la formulació de formes de dosificació farmacèutiques com ara pastilles d'alliberament prolongat i pegats transdèrmics.
Rendiment de la barrera:
Les pel·lícules d'etilcel·lulosa presenten excel·lents propietats de barrera contra la humitat, els gasos i els vapors orgànics.
Aquestes propietats de barrera fan que l'etilcel·lulosa sigui adequada per a aplicacions d'envasament on la protecció dels factors ambientals és fonamental per mantenir la integritat i la vida útil del producte.
Propietats reològiques:
La viscositat de les solucions d'etilcel·lulosa depèn de factors com la concentració de polímers, el grau de substitució i el tipus de dissolvent.
Les solucions d'etilcel·lulosa sovint presenten un comportament pseudoplàstic, el que significa que la seva viscositat disminueix amb l'augment de la velocitat de cisalla.
Els estudis reològics són importants per entendre les característiques de flux de les solucions d'etilcel·lulosa durant les aplicacions de processament i recobriment.
L'etilcel·lulosa és un polímer versàtil amb una gamma de propietats químiques que contribueixen a la seva utilitat en una varietat d'aplicacions industrials i farmacèutiques.La seva solubilitat, capacitat pel·lícula, reactivitat, estabilitat tèrmica, compatibilitat, propietats de barrera i reologia el converteixen en un material valuós per a recobriments, pel·lícules, formulacions d'alliberament controlat i solucions d'envasat.La investigació i el desenvolupament posteriors en el camp dels derivats de la cel·lulosa continua ampliant les aplicacions i el potencial de l'etilcel·lulosa en diversos camps.
Hora de publicació: 18-feb-2024