Ethylcellulose

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    Ethylcellulose Strukturformel
    Ausschnitt aus einem Ethylcellulosepolymer Substitutionsgrad 2

    Beschreibung

    Ethylcellulose ist ein halbsynthetisches, thermoplastisches Polymer aus der Gruppe der Celluloseether [3]. Es sich um ein ataktisch aufgebautes, lineares Makromolekül. Innerhalb des Moleküls wechseln sich amorphe und kristalline Anteile ab. Diese Bereiche genau zu lokalisieren bzw. gegeneinander abzugrenzen, ist nicht möglich, da nicht davon auszugehen ist, daß diese scharf gegeneinander abgetrennt existieren. Vielmehr entspricht die Vorstellung von einer Parakristallinität der Wahrheit. Das bedeutet, daß der ursprüngliche, strenge ordnungszustand eines Kristalls kaum mehr erkennbar ist. Geordnete und ungeordnete Bereiche sind statistisch über das Molekül verteilt. Demnach kann das System als ein geordnetes System mit extrem vielen Fehlstellen aufgefaßt werden. Das Resultat solcher Strukturüberlegungen ist das seit langem bekannte Modell der „Fransenmizelle“ für Makromoleküle. [1]


    Eigenschaften

    • unlöslich aber dispergierbar in Wasser
    • weißes Pulver / Granulat
    • Ethylcellulose nimmt innerhalb von 24 h ca. 1 bis 2 % Wasser auf (geprüft nach DIN 57318) [1]
    • Thermoplastisches Material

    Handelstypen der Ethylcellulose

    Die erhältlichen Ethylcellulose-Typen unterscheiden sich durch den durchschnittlichen Substitutionsgrad des Anhydroglucose-Moleküls.

    K = 2,3-2,4

    N = 2,41-2,51

    T = >2,55


    Anwendung


    Herstellung

    Als Ausgangsmaterialien dienen sowohl Holzbrei wie auch Zellulosefasern [4]. Aus diesen erhält man durch Zusatz von 50-75 %iger Natronlauge zunächst Alkalicellulose. Diese wird anschließend in einer endothermen Reaktion bei 90 – 150 °C mit Ethylchlorid im Form einer nucleophilen Substitution umgesetzt . Nach Ablauf dieses Schrittes werden die Nebenprodukte, Alkohol und Diethylether, abdestilliert. Die zurückbleibende Ethylcellulose wird mehrmals gewaschen, gemahlen und getrocknet [1].


    Thermoplastische Eigenschaft

    Ethylcellulose erweicht bei ca. 133 °C und ist nach Sakellariou bei 150 °C komplett abgeschlossen [5]. Je nach der verwendeten Qualität weichen die Angaben voneinander ab. Ihr Fließpunkt liegt laut Herstellerangaben relativ niedrig bei 156 °C. Bis zu diesem Punkt besitzt der Einfluß von Wärme kaum nachteiligen Effekt [2]. Oberhalb von 156 °C sollte ein Oxidationsschutz zugesetzt werden [1].


    Ethylcellulose-Dispersion in Wasser


    Gele aus Ethylcellulose

    Herstellung von Gelen mit unterschiedlichen Ethylcellulose-Konzentrationen.  


    Literatur & Quellen

    1. Melzer, E. (2000) „Herstellung und physikochemische Charakterisierung von W/OEmulsionen unter Verwendung von Ethylcellulose als
      nichtionischem Polymeremulgator“ Von der Gemeinsamen Naturwissenschaftlichen Fakultät der Technischen Universität Carolo-Wilhelmina zu Braunschweig LINK
    2. BAUER, K. H., FRÖMMING, K.-H., FÜHRER, C. : Topische halbfeste Darreichungsformen. In: Pharmazeutische Technologie. Stuttgart: Georg Thieme Verlag 1989. 313-314.
    3. KURZ, T. (1992) „Ethylcellulose als Hilfsstoff für retardierte Zubereitungen'“. Dissertation, Braunschweig
    4. SAVAGE, A. B. (1965) Ethylcellulose. In: Encyclopedia of Polymer Science and Technology. Vol. 3, New York: Interscience Publishers 1965. 475-492.
    5. SAKELLARIOU, P., ROWE, R. C., WHITE, E.: The Thermomechanical Properties and glass
      transition temperatures of some cellulose derivatives used in film coating. Int. J. Pharm. 27
      (1985) 267-277.

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