Zelluloseether

Celluloseether sind Cellulose-Derivate, die durch partielle oder vollständige Substitution der Wasserstoff-Atome der Hydroxy-Gruppen der Cellulose durch Alkyl- und/oder Aryl-Gruppen hergestellt werden. Dabei können die Alkyl-/Aryl-Gruppen funktionelle nicht ionische, anionische oder kationische Gruppen enthalten.

Durchführung der Veretherung

Die Veretherung der Cellulose wird im allgemeinen durch Einwirkung von Alkyl-/Aryl-halogeniden, Epoxiden oder aktivierten Alkenen (auch olefine) auf basisch aktivierte Cellulose durchgeführt.

Die verwendeten Alkyl-/Aryl-halogeniden sind z. B. Methyl-, Ethyl-, Benzylchlorid, aber auch 2-Chlorethyldiethylamin oder Chloressigsäure.

Als Epoxide werden z. B. verwendet Ethylen-, Propylen-, Butylenoxid, Glycidol, Glycidyltrimethylammoniumchlorid.

Als aktivierte Alkene setzt man z. B. ein: Acrylnitril, Acrylamid, Vinylsulfonsäure

Dabei kann die Veretherung in An- oder Abwesenheit eines organischen Lösungsmittels erfolgen, wodurch die Reaktion zusätzlich gesteuert werden kann.

Rohe Celluloseether enthalten herstellungsbedingt Nebenprodukte, die meistens durch Waschen der Celluloseether mit wasserhaltigen organischen Lösungsmitteln oder heißem Wasser entfernt werden.

Chemische Eigenschaften

Celluloseether sind abhängig von Art und Anzahl der eingeführten Ether-Gruppen löslich in Wasser und/oder organischen Lösungsmitteln. Einige Celluloseether (z. B. Methyl- und Hydroxypropylcellulosen) zeigen umgekehrte Löslichkeit in Wasser, d. h. sie können durch Erwärmen aus ihren wässrigen Lösungen ausgeflockt werden. Celluloseether aus der Umsetzung von Cellulose mit mehr als einem Veretherungsmittel werden als Cellulose-Mischether bezeichnet z. B.

• Methylhydroxyethyl-
• Methylhydroxypropyl-
• Methylhydroxybutyl-
• Ethylhydroxyethyl-
• Carboxymethylhydroxyethyl-Cellulosen

Anwendung

Die einzelnen Celluloseether werden in einem breiten Typenspektrum angeboten, die sich durch die Variablen Substitutionsgrad, Polymerisationsgrad und Lösungsviskosität ergeben.

Sie werden eingesetzt u. a. als

• potentielle Filmbildner
• Klebstoffe (u. a. Tapetenkleister)
• Emulgatoren
• Schutzkolloide
• Stabilisatoren
• Waschhilfsmittel (dort als Schmutzträger und Vergrauungsinhibitoren) und Haaravivagemittel
• Verdickungsmittel für Lösungen auf Basis von Wasser und organischen Lösungsmitteln

Sie finden vielseitige Anwendung in solch unterschiedlichen Einsatzgebieten wie

• Wasch- und Reinigungsmittel
• Kosmetik
• Pharmazie
• Nahrungsmittel- und Getränkeindustrie
• Kleb-, Bau- und Anstrichstoffe
• Textil-, Papier- und Kabelindustrie
• Bergbau und Erdölförderung
• Landwirtschaft
• Polymerisationshilfsmittel

Wirtschaft

Der Celluloseether-Verbrauch weltweit wurde für 1983 mit ca. 250.000 t angegeben. Mengenmäßig bedeutendster Celluloseether ist Carboxymethylcellulose, gefolgt von Methylcellulose und Hydroxyethylcellulose.

Quellen

• Ullmann (4.) 9, 192–212
• Schriftenreihe des Fonds der Chemischen Industrie, Heft 24, S. 71–76
• Römpp Ausgabe 1994