Was verbirgt sich chemisch hinter einer Cellulose bzw. einem Celluloseether?

 

Cellulose ist der Grundbaustein von Naturstoffen wie Holz, Flachs oder Baumwolle und besteht aus langen, unverzweigten Fadenmolekülen. Ein einzelner „Cellulosefaden“ kann aus bis zu 10000 einzelnen Anhydroglucoseeinheiten bestehen. In Cellulose sind die einzelnen Fadenmoleküle bündelartig zu so genannten Mikrofibrillen zusammengelagert, welche ihrerseits wiederum netzartig verflochten sind und so eine „dicht gewebte“ Struktur von Cellulosemolekülen ergeben. Der starke Zusammenhalt der einzelnen Cellulosefäden untereinander beruht auf einer Vielzahl von Wasserstoffbrückenbindungen.

Celluloseether-Moleküle ähneln in ihrem chemischen Aufbau der Cellulose. Durch Veretherung werden die drei freien OH-Gruppen einer einzelnen Anhydroglucoseeinheit (zumindest teilweise) substituiert, wodurch der starke Zusammenhalt zwischen den ursprünglich vorhandenen Cellulosemolekülen geschwächt und die Cellulose wasserlöslich wird. SE Tylose setzt unterschiedliche Substanzen zur Veretherung von Cellulose ein, wobei das Produktportfolio von SE Tylose die nachfolgend aufgeführten Celluloseether-Typen umfasst:

• Methylhydroxyethylcellulose (MHEC), Tylose MH
• Methylhydroxypropylcellulose (MHPC), Tylose MO
• Hydroxyethylcellulose (HEC), Tylose H

Zur Chemie finden Sie weitere Informationen hier.

Der Grad der Substitution beeinflusst ganz wesentlich die Eigenschaften von Tylose und wird durch zwei Kenngrößen charakterisiert:

• Durchschnittlicher Substitutionsgrad (kurz: DS)
  Der DS gibt an, wie viele Hydroxylgruppen einer Anhydroglucoseeinheit durchschnittlich verethert sind. Der DS kann Werte zwischen 0 und 3 annehmen, durch eine Indizierung kann spezifiziert werden, auf welchen Substituenten sich die Angabe bezieht.

Beispiel:   DS_ME (ME = Methyl)

• Molarer Substitutionsgrad (kurz: MS)
  Bei der Hydroxyethylierung bzw. bei der Hydroxypropylierung kommt es durch Mehrfachsubstitution zum Aufbau von Seitenketten. Durch den MS wird der durchschnittliche Gehalt an Hydroxyethyl- bzw. Hydroxypropylgruppen pro Anhydroglucoseeinheit beziffert. Der MS kann im Gegensatz zum DS Werte > 3 annehmen. Wie auch beim DS kann durch eine Indizierung angegeben werden, auf welchen Substituenten sich die Angabe bezieht.

Beispiele:  MS_HE (HE = Hydroxyethyl)
                MS_HP (HP = Hydroxypropyl)

 

 

Linus