A etilcelulosa é un derivado da celulosa, un polímero natural composto por unidades de glicosa. Sintetizase facendo reaccionar a celulosa con cloruro de etilo ou óxido de etileno, producindo moléculas de celulosa parcialmente substituídas. A etilcelulosa ten unha serie de propiedades químicas que a fan útil nunha variedade de aplicacións industriais e farmacéuticas.
Estrutura molecular:
A etilcelulosa conserva a estrutura básica da celulosa, consistente en unidades de glicosa repetidas unidas entre si por enlaces β-1,4-glicosídicos.
A substitución de etilo ocorre principalmente nos grupos hidroxilo da columna vertebral da celulosa, o que resulta en diferentes graos de substitución (DS) que indican o número medio de grupos etilo por unidade de glicosa.
O grao de substitución afecta as propiedades da etilcelulosa, incluíndo a solubilidade, a viscosidade e a capacidade de formación de película.
Solubilidade:
Debido á natureza hidrófoba do grupo etilo, a etilcelulosa é insoluble en auga.
Presenta solubilidade nunha variedade de disolventes orgánicos, incluíndo alcohois, cetonas, ésteres e hidrocarburos clorados.
A solubilidade aumenta coa diminución do peso molecular e o aumento do grao de etoxilación.
Propiedades de formación de película:
A etilcelulosa é coñecida polas súas capacidades de formación de películas, polo que é valiosa na produción de revestimentos, películas e formulacións farmacéuticas de liberación controlada.
A capacidade da etilcelulosa de disolverse nunha variedade de disolventes orgánicos promove a formación de película, coa posterior evaporación do disolvente deixando unha película uniforme.
Reactividade:
A etilcelulosa presenta unha reactividade relativamente baixa en condicións normais. Non obstante, pódese modificar quimicamente mediante reaccións como a eterificación, a esterificación e a reticulación.
As reaccións de eterificación implican a introdución de substituíntes adicionais na columna vertebral da celulosa, cambiando así as propiedades.
A esterificación pode producirse facendo reaccionar a etilcelulosa con ácidos carboxílicos ou cloruros de ácidos, producindo ésteres de celulosa con solubilidade alterada e outras propiedades.
Pódense iniciar reaccións de reticulación para mellorar a resistencia mecánica e a estabilidade térmica das membranas de etilcelulosa.
Rendemento térmico:
A etilcelulosa presenta estabilidade térmica dentro dun determinado intervalo de temperatura, máis aló do cal se produce a descomposición.
A degradación térmica comeza normalmente arredor dos 200-250 °C, dependendo de factores como o grao de substitución e a presenza de plastificantes ou aditivos.
A análise termogravimétrica (TGA) e a calorimetría diferencial de barrido (DSC) son técnicas de uso habitual para caracterizar o comportamento térmico da etilcelulosa e as súas mesturas.
compatibilidade:
A etilcelulosa é compatible con outros polímeros, plastificantes e aditivos, polo que é axeitado para mesturar con outros materiais para acadar as propiedades desexadas.
Os aditivos comúns inclúen plastificantes como o polietilenglicol (PEG) e o citrato de trietilo, que melloran a flexibilidade e as propiedades formadoras de película.
A compatibilidade con ingredientes farmacéuticos activos (API) é fundamental na formulación de formas de dosificación farmacéuticas, como tabletas de liberación prolongada e parches transdérmicos.
Rendemento da barreira:
As películas de etilcelulosa presentan excelentes propiedades de barreira contra a humidade, os gases e os vapores orgánicos.
Estas propiedades de barreira fan que a etilcelulosa sexa axeitada para aplicacións de envasado onde a protección dos factores ambientais é fundamental para manter a integridade do produto e a súa vida útil.
Propiedades reolóxicas:
A viscosidade das solucións de etilcelulosa depende de factores como a concentración de polímero, o grao de substitución e o tipo de disolvente.
As solucións de etilcelulosa adoitan presentar un comportamento pseudoplástico, o que significa que a súa viscosidade diminúe co aumento da velocidade de cizallamento.
Os estudos reolóxicos son importantes para comprender as características de fluxo das solucións de etilcelulosa durante as aplicacións de procesamento e revestimento.
A etilcelulosa é un polímero versátil cunha serie de propiedades químicas que contribúen á súa utilidade nunha variedade de aplicacións industriais e farmacéuticas. A súa solubilidade, capacidade de formación de película, reactividade, estabilidade térmica, compatibilidade, propiedades de barreira e reoloxía fan que sexa un material valioso para revestimentos, películas, formulacións de liberación controlada e solucións de envasado. A investigación e o desenvolvemento posteriores no campo dos derivados da celulosa seguen ampliando as aplicacións e o potencial da etilcelulosa en varios campos.
Hora de publicación: 18-feb-2024