O éter de celulose é um composto de alto peso molecular derivado da celulose por meio de modificação química. Essa transformação envolve a substituição dos átomos de hidrogênio nos grupos hidroxila da celulose por alquila ou outros grupos. Resultando em derivados que se dissolvem em água, soluções alcalinas diluídas e solventes orgânicos.

Este guia investiga as propriedades, tipos e aplicações do éter de celulose. Vamos começar!

O que é éter de celulose?

Os éteres de celulose são polímeros solúveis em água derivados da celulose natural. Esses polímeros de celulose são criados por meio da modificação química da celulose. É um polímero natural obtido principalmente da madeira e do algodão. O resultado é um material versátil que encontra aplicações em muitas indústrias.

O éter de celulose tem benefícios exclusivos, como viscosidade, ligação, formação de filme e melhoria da retenção de água.

DS e MS em éteres de celulose

Os éteres de celulose são derivados da celulose onde os grupos hidroxila são eterificados com grupos substituintes. O grau de SD e MS mede a extensão dessa eterificação.

Grau de substituição (DS)

DS significa o grau de substituição. Ele mostra o número médio de grupos hidroxila em cada unidade de celulose que os grupos substituintes substituíram. Normalmente, o DS pode variar de 0 a 3.

Substituição Molar (MS)

Para derivados hidroxialquil da celulose, a introdução de um grupo hidroxialquila cria um grupo hidroxila adicional. A substituição molar (MS) quantifica o nível de substituição para esses derivados. Representa os moles médios do agente eterificante que reagem por unidade. Teoricamente, a EM pode ser infinita.

Para derivados de alquil de celulose e carboxialquil, DS e MS são equivalentes.

Para éteres de hidroxialquil celulose, o MS é geralmente maior que o DS. No entanto, depende da extensão da formação da cadeia lateral.

Importância da SD e da EM

1. Valores mais altos de DS e MS

– Custo
mais alto DS indica custos mais altos devido ao aumento da substituição.

– Temperatura
do gel DS influencia a temperatura do gel e o comportamento de gelificação das partículas de éter de celulose.

– Resistência e estabilidade
Maior DS resulta em melhor resistência à degradação enzimática e melhor estabilidade de armazenamento.

– Propriedades
de fluxo e aplicativo O DS mais alto aprimora as propriedades de nivelamento e aplicativo.

2. Níveis de substituição em diferentes éteres de celulose

– CMC (Carboximetilcelulose): DS comum é 0,8-0,9. As notas domésticas podem atingir um DS de 1. As notas premium podem chegar a 1,2.
– CPMC: DS está em torno de 1,6.
– HPMC: DS varia de 1,6-1,8. Perde significativamente a viscosidade em torno de 60 ° C e pode tolerar até 65 ° C.
– HEC: DS varia de 2,6-2,8, com uma média de 2,2-2,5. Tem uma alta temperatura de gel e é quase insensível à água quente.

Processo de fabricação de éter de celulose

A produção de éteres de celulose envolve várias etapas. Isso inclui alcalinização, eterificação, neutralização e purificação.

Alcalinização

O primeiro passo é criar celulose com uma solução alcalina. Esta etapa é para ativar os grupos hidroxila. Isso os torna mais reativos para o processo de eterificação subsequente.

Eterificação

A celulose ativada reage com vários agentes eterificantes (como cloreto de metila para MC ou óxido de propileno para HPMC) para substituir os grupos hidroxila por grupos éter. Esta etapa determina o tipo específico de éter de celulose produzido.

Neutralização

Após a eterificação, a mistura de reação é neutralizada para interromper a reação e estabilizar o produto.

Purificação

A etapa final envolve a purificação do éter de celulose para remover quaisquer produtos químicos e subprodutos não reagidos. Isso normalmente é feito por meio de processos de lavagem e filtragem.

Propriedades do éter de celulose

1. Solubilidade

A solubilidade do éter de celulose varia de acordo com a natureza e o grau de substituição dos grupos substituintes:
– Natureza dos grupos
substituintes Grupos maiores diminuem a solubilidade, enquanto os grupos polares aumentam a solubilidade em água.
– Grau de substituição (DS) e distribuição
Os éteres de celulose se dissolvem em água dentro de uma faixa específica de DS, geralmente entre 0 e 3.
– Grau de polimerização
Graus mais altos reduzem a solubilidade, enquanto graus mais baixos aumentam a solubilidade em diferentes meios.

2. Viscosidade

As soluções de éter de celulose exibem propriedades de viscosidade únicas:
– Concentração: Concentrações mais altas aumentam a viscosidade.
– Temperatura: A viscosidade normalmente diminui com o aumento das temperaturas.
– Aditivos: A presença de sais ou outros aditivos pode modificar a viscosidade.

3. Estabilidade

Os éteres de celulose são estáveis contra o ar, umidade, luz solar e calor moderado. No entanto, eles são suscetíveis à degradação por oxidantes fortes, ácidos e radiação de alta energia.

4. Biodegradabilidade

Os éteres de celulose são biodegradáveis e não tóxicos. Essa propriedade os torna alternativas ecológicas aos polímeros sintéticos. O éter de celulose pode se decompor naturalmente com o tempo. Como resultado, reduzindo a pegada ambiental.

5. Segurança

Os éteres de celulose são reconhecidos como aditivos seguros em diferentes indústrias (GRAS). Eles têm uma longa história de uso seguro e são bem tolerados em várias aplicações.

Principais tipos de éteres de celulose

1. Por grupos substituintes

– Éteres únicos: Contêm um tipo de grupo substituinte. Isso inclui metilcelulose (MC), etilcelulose (EC), hidroxietilcelulose (HEC) e carboximetilcelulose (CMC).
– Éteres mistos: Contêm mais de um tipo. Por exemplo, Hidroxipropilmetilcelulose (HPMC) e Hidroxietilmetilcelulose (HEMC).

2. Por Ionicidade

– Éteres iônicos: por exemplo, carboximetilcelulose (CMC).
– Éteres não iônicos: por exemplo, metilcelulose (MC), hidroxietilcelulose (HEC).
– Éteres iônicos e não iônicos mistos: por exemplo, hidroxipropilmetilcelulose (HPMC).

3. Por solubilidade

– Éteres de celulose solúveis em água: por exemplo, metilcelulose (MC), hidroxietilcelulose (HEC).
– Éteres de celulose orgânico-solúveis: por exemplo, etilcelulose (EC).

Principais produtos de celulose do mercado

1. Metilcelulose (MC)

– Produção: Derivado de algodão refinado ou polpa de madeira tratada com álcali e cloreto de metila.
– Propriedades: Solúvel em água fria, mas não em água quente. O MC pode formar géis em temperaturas mais altas e tem boa retenção de água.

2. Hidroxipropilmetilcelulose (HPMC)

– Produção: Produzido a partir de celulose tratada com álcali, óxido de propileno e cloreto de metila.
– Propriedades: Solúvel em água fria. HPMC tem uma temperatura de gelificação mais alta do que MC. Oferece excelente retenção de água e resistência a enzimas.

3. Hidroxietilcelulose (HEC)

– Produção: Fabricado a partir de celulose tratada com álcali e óxido de etileno.
– Propriedades: A celulose HEC é solúvel em água fria e quente. Possui boa estabilidade térmica e retenção de água.

4. Carboximetilcelulose (CMC)

– Produção: Criado pela reação de celulose com ácido cloroacético.
– Propriedades: Os produtos químicos CMC são solúveis em água fria e quente, de natureza iônica. Possui excelentes propriedades de espessamento e estabilização.

Para que serve o éter de celulose?

1. Perfuração de petróleo e gás

A celulose polianiônica (PAC) é usada para estabilizar fluidos de perfuração, reduzir a perda de fluido e aumentar a viscosidade. Estabiliza as estruturas do solo macio e controla a fluidez da lama. Evitando o colapso da parede do poço e melhorando a eficiência da perfuração.

2. Indústria de tintas

HEC, HPMC e PAC atuam como espessantes na indústria de tintas e revestimentos. Eles podem garantir a estabilidade de armazenamento da tinta, distribuição uniforme de cores e boas propriedades de fluxo. São essenciais para tintas à base de água, potencializando a aplicação e durabilidade.

3. Indústria Cerâmica

HPMC e PAC são usados como aglutinante, agente de suspensão e agente de retenção de água em cerâmicas alveolares. Melhora a adesão do esmalte, evita defeitos e melhora a uniformidade do material.

4. Indústria da construção

Todas as principais categorias de éter de celulose de grau de construção podem ser usadas em projetos de construção. Eles são usados como retardadores, agentes de retenção de água, espessantes e adesivos em materiais de construção. Esses aditivos podem melhorar a trabalhabilidade de argamassas, rebocos e enchimentos de juntas.

Principais usos do éter de celulose na construção:
– Adesivo para azulejos
– Massa de parede
– Gesso
– Autonivelante
– Sistema EIFS

Conclusão e compra de éter de celulose confiável do fornecedor da China

Os éteres de celulose são polímeros versáteis com uma ampla gama de aplicações em vários setores. Suas propriedades únicas os tornam essenciais em muitos produtos. Isso inclui fluidos de perfuração, tintas, cerâmicas e materiais de construção.

A WOTAIchem é um dos maiores fabricantes de éter de celulose da China. Operamos em três fábricas de celulose em grande escala em Shandong. Nossa capacidade de produção anual de éter de celulose excede 70.000 toneladas métricas. Permitindo-nos fornecer produtos personalizados de éter de celulose.

Principais produtos de éter de celulose WOTACompers™:
– HPMC –
– MHEC
– HEC
– CMC
– PAC

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