Целлюлозные эфиры-загустители (ГЭЦ, ГПМЦ, КМЦ, EHEC/MEHEC)

Целлюлозные эфиры - загустители на основе природной целлюлозы, у которой часть гидроксилов глюкопиранозных звеньев замещена алкильными, гидроксиалкильными или карбоксиметильными группами. Загущают они переплетением макромолекулярных цепей, а не ассоциацией с частицами дисперсии, и дают псевдопластичные растворы: вязкость падает при высоком сдвиге и восстанавливается в покое, что обеспечивает нанесение кистью, валиком и распылением без стекания с вертикали.

По заряду ряд делится на две ветви: неионогенные эфиры устойчивы к электролитам и работают в широком диапазоне pH (ориентировочно 2-12), тогда как анионная карбоксиметилцеллюлоза чувствительна к поливалентным катионам и жёсткой воде, а её рабочий интервал уже (около pH 5-9). Большинство эфиров водорастворимы; исключение - органорастворимая этилцеллюлоза для растворных систем. Динамическая вязкость товарных марок (Брукфилд, 1% или 2% раствор) перекрывает ряд от десятков до порядка 140000 мПа·с.

Основные типы различаются набором заместителей и зарядом, от которых зависят растворимость, устойчивость к ферментам и электролитам:

Сводка по классам

• Гидроксиэтилцеллюлоза (ГЭЦ, HEC) CELLOSIZE - неионогенный эфир для холодной и горячей воды, базовый загуститель вододисперсионных красок и средств персонального ухода, совместимый с анионными, катионными и амфотерными ПАВ;
• Этил- и метилэтилгидроксиэтилцеллюлоза (ЭГЭЦ/МЭГЭЦ, EHEC/MEHEC) BERMOCOLL - неионогенные эфиры Nouryon с повышенной устойчивостью к расслоению и брызгообразованию, включая ферментостойкие (FQ) и гидрофобно-модифицированные ассоциативные марки для латексных красок;
• Гидроксиэтилметилцеллюлоза (ГЭМЦ, HEMC/MHEC) WALOCEL - неионогенный модифицированный эфир для эмульсионных и силикатных красок и сухих строительных смесей, где важны водоудержание и стойкость к смыванию;
• Метил- и гидроксипропилметилцеллюлоза (МЦ/ГПМЦ, MC/HPMC) METHOCEL - неионогенные эфиры с терморегулируемой гелификацией для строительных растворов, штукатурок и текстурных покрытий;
• Этилцеллюлоза (ЭЦ, EC) ETHOCEL - неионогенный органорастворимый эфир: загуститель и плёнкообразователь для растворных красок, печатных красок и систем контролируемого высвобождения;
• Карбоксиметилцеллюлоза (КМЦ, CMC) TEXTURECEL - единственный анионный эфир ряда: недорогой загуститель и стабилизатор для текстурных покрытий, клеёв, моющих средств и косметики, чувствительный к кальцию и низкому pH, поэтому применяемый вне известковых и сильнокислых систем.

Основные применения объединены реологией и водоудержанием водных систем:

• Вододисперсионные ЛКМ - псевдопластичная реология, стабилизация пигментной дисперсии при хранении (тяжёлые пигменты от оседания удерживают органоглинами) и защита от кратеров и подтёков; ферментостойкие марки дополнительно противостоят целлюлазе бактерий и плесени, которая за дни-месяцы деградирует обычный эфир до потери вязкости;
• Сухие строительные смеси - плиточные клеи, штукатурки и шпаклёвки, где неионные ГЭМЦ и ГПМЦ повышают водоудержание и выравнивают гидратацию вяжущего, а в паре с поливиниловым спиртом дополнительно растут адгезия и плёнкообразование; анионную КМЦ в известковых составах избегают из-за связывания кальцием;
• Буровые и тампонажные растворы - регулирование водоотдачи и реологии буровых систем, для чего применяют специализированные марки, стойкие к минерализации;
• Средства персонального ухода - загущение и структурирование шампуней, гелей и масок при совместимости с ПАВ всех типов зарядов.

При выборе марки опираются на требуемую вязкость при низком и высоком сдвиге, тип системы (водная или растворная), заряд эфира и жёсткость воды, риск ферментативной деградации. Высоковязкие марки работают при низких дозировках и дают максимальную устойчивость к провисанию, низковязкие улучшают розлив. Рабочую концентрацию обычно держат в пределах 0,2-2% (0,2-0,8% в красках, 0,3-1% в строительных смесях, 0,5-2% в персональном уходе); точную марку и дозировку согласуют по TDS производителя.