Целюлозні етери-загусники (ГЕЦ, ГПМЦ, КМЦ, EHEC/MEHEC)

Целюлозні етери - загусники на основі природної целюлози, у якої частину гідроксилів глюкопіранозних ланок заміщено алкільними, гідроксіалкільними або карбоксиметильними групами. Загущують вони гідратацією та переплетенням ланцюгів, а не асоціацією з частинками дисперсії - виняток становлять гідрофобно-модифіковані марки ряду EHM, які додатково працюють асоціативно, і дають псевдопластичні розчини: в'язкість падає за високого зсуву й відновлюється у спокої, що полегшує нанесення пензлем, валиком і розпиленням та допомагає утримати шар на вертикалі; підсумкову стійкість до стікання перевіряють на робочій товщині плівки.

За зарядом ряд поділяється на дві гілки: неіоногенні етери помітно стійкіші до електролітів і працюють у широкому діапазоні pH, орієнтовно 3-11 залежно від марки, тоді як аніонна карбоксиметилцелюлоза чутлива до полівалентних катіонів і твердої води, а її робочий інтервал помітно вужчий, і межі уточнюють за паспортом марки. Більшість етерів водорозчинні; виняток - органорозчинна етилцелюлоза для розчинних систем. Динамічна в'язкість товарних марок (Брукфілд, 1% або 2% розчин) перекриває ряд від десятків до порядку 140000 мПа·с.

Зведення за класами - марки в кожному рядку йдуть за зростанням в'язкості, базис вимірювання зазначено в паспорті сорту

Вибір сорту всередині класу ведуть за п'ятьма ознаками:

• В'язкість і базис вимірювання: сорти різняться на два порядки - від 70-110 мПа·с у AKUCELL AF 1705 до 18000-24000 мПа·с у WALOCEL XM 20000 PV, причому паспорти нормують в'язкість за різної концентрації розчину, одні за однопроцентним, інші за двопроцентним, тому марки порівнюють лише за однакового базису;
• Поведінка під час розчинення: поверхнево оброблені сорти (CELLOSIZE QP-100MH-V, ряд WALOCEL PV) розчиняються із затримкою, що дає час розійтися по об'єму і знімає грудки та «риб'ячі очі» - на виробництві це важливіше за абсолютну в'язкість, бо необроблений високов'язкий сорт схоплюється зовні й замикає суху серцевину;
• Ферментостійкість: незахищена ГЕЦ розкладається ферментами і потребує біоциду в готовій системі, тоді як біостійкі ряди EBS і EBM (BERMOCOLL EBM 5500) тримають в'язкість під час зберігання помітно надійніше; суфікс FQ до ферментостійкості стосунку не має;
• Заряд і вода: неіоногенні ефіри помітно стійкіші до електролітів і працюють у широкому діапазоні pH, орієнтовно 3-11 залежно від марки, а аніонна карбоксиметилцелюлоза втрачає в'язкість на полівалентних катіонах і твердій воді, тому її ставлять туди, де сольовий фон контрольований;
• Середовище розчинення: більшість ефірів водні, ETHOCEL Standard у воді не розчиняється і працює в сумісних органічних розчинниках, а METHOCEL 311 розчиняється і у воді, і в спиртах із хлорованими розчинниками, що й робить його загусником змивок.

Сфери застосування об'єднані реологією та водоутриманням: у воднодисперсійних ЛФМ ефіри дають псевдопластичний профіль, тримають пігмент від осідання під час зберігання і прибирають патьоки, у сухих будівельних сумішах неіонні ГЕМЦ і ГПМЦ утримують воду замішування та вирівнюють гідратацію в'яжучого, у бурових розчинах спеціалізовані сорти регулюють водовіддачу за мінералізації, а в засобах догляду неіонні ефіри структурують склади і сумісні з ПАР різного заряду, тоді як аніонну КМЦ у системах із катіонними компонентами перевіряють окремо. Харчові сорти карбоксиметилцелюлози (TEXTURECEL 20000 GA 07, AKUCELL AF 1705) постачаються з паспортною відповідністю E466 і FCC.

Під час вибору марки спираються на потрібну в'язкість за низького й високого зсуву, тип системи (водна чи розчинна), заряд етеру і твердість води, ризик ферментативної деградації. Високов'язкі марки працюють за низьких дозувань і дозволяють знизити дозування за тієї самої в'язкості спокою, низьков'язкі поліпшують розлив. Робочу концентрацію рахують від маси готової рецептури і тримають орієнтовно в межах 0,2-2% (0,2-0,8% у фарбах, 0,3-1% у будівельних сумішах, 0,5-2% у персональному догляді); точну марку й дозування узгоджують за TDS виробника.

Суміжні механізми різняться способом активації: целюлозні ефіри загущують об'ємом і переплетенням макромолекул і не потребують лужної активації, тоді як акрилові загусники ASE і HASE здебільшого розкриваються після нейтралізації, а переднейтралізовані марки працюють без цієї стадії, а поліуретанові HEUR будують оборотні гідрофобні асоціації з полімерними частинками, ПАР та іншими гідрофобними компонентами. На практиці типи комбінують: целюлозний ефір задає в'язкість спокою та водоутримання, асоціативний - поведінку під час нанесення.