La celulosa y sus éteres

¿Qué es la celulosa?

La celulosa es un polisacárido integrado por unidades individuales de anhidroglucosa las cuales están ligan a través de un enlace glucosídico 1.4 (figura 1). El número "n" de las unidades de anhidroglucosa en la cadena del polímero se define como el grado de polimerización (DP).

Cada anillo de anhidroglucosa lleva tres grupos OH en las posiciones 2, 3 y 6, que son químicamente activas. La distribución de los sustitutos introducidos sobre la cadena del polímero es determinada en gran parte por la reactividad relativa de estos tres grupos del OH-.

Estructura de la celulosa

Figura 1. Estructura de la celulosa

Usos de la celulosa

Durante siglos, esta fibra se ha constituido en la materia prima para la fabricación de diversos objetos de uso cotidiano, entre los cuales sobresale, por su importancia, la elaboración del papel. También se utiliza en la fabricación de explosivos, celuloide, seda artificial, barnices.

Éteres de celulosa

Los éteres de celulosa industriales son alquil, alquihidroxialiquil, hidroxialquil, y carboxialquil éteres derivados de la celulosa. Los éteres son formados substituyendo algunos de los grupos hidroxil de la celulosa. El uso de un agente de eterificación en el proceso de substitución da lugar a un éter de celulosa simple, mientras que si se usan diversas clases de agentes se obtienen éteres mezclados.

Clasificación de los éteres de celulosa

Los éteres de celulosa se dividen en iónicos y no iónicos (aniónicos). Los éteres iónicos de celulosa, por ejemplo la carboximetilcelulosa de sodio, contienen sustitutos que se cargan eléctricamente. Los éteres no iónicos de celulosa como la metilcelulosa y el hidroxietilcelulosa llevan sustitutos eléctricamente neutrales.

Proveedores de éteres de celulosa

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Aqualon es líder mundial en productos que modifican las propiedades físicas de los sistemas acuosos. Los productos de Aqualon proveen de propiedades funcionales a sus productos finales, como son: espesamiento y control reológico, retención de agua, resistencia adhesiva, por mencionar algunos.

Dentro de la línea de éteres de celulosa, Aqualon maneja diversos nombres comerciales para sus éteres de celulosa, como:

CULMINAL® es el nombre comercial de Aqualon para la metilcelulosa y mezclas de éter de la MC. CULMINAL tiene una gran cantidad de propiedades que la hacen especial para aplicaciones como la industria de la construcción, cerámica, detergentes y limpiadores, médica, cosmética y otras aplicaciones.

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Los tensoactivos y su clasificación

¿Qué son los tensoactivos?

Los tensoactivos, también llamados surfactantes o agentes de superficie activa, son especies químicas con una naturaleza o estructura polar-no polar, con tendencia a localizarse "convenientemente" en la interfase formando una capa monomolecular adsorbida en la interfase.

Las soluciones de tensoactivos resultan ser activas al colocarse en forma de capa monomolecular adsorbida en la superficie entre las fases hidrofílicas e hidrofóbicas. Esta ubicación "impide" el tráfico de moléculas que van de la superficie al interior de líquido en busca de un estado de menor energía, disminuyendo así, el fenómeno de tensión superficial.

Clasificación de los tensoactivos

Su clasificación se basa en el poder de disociación del tensoactivo en presencia de un electrolito y de sus propiedades fisicoquímicas, pueden ser: iónicos o no-iónicos.

Tensoactivos iónicos

Los tensoactivos iónicos, tienen fuerte afinidad por el agua, y debido a su atracción electrostática hacia los dipolos del agua puede arrastrar consigo a las soluciones de cadenas de hidrocarburos.

Dentro de los iónicos, según la carga que posea la parte que presenta la actividad de superficie serán: aniónicos, catiónicos y anfóteros.

Los tensoactivos aniónicos: en solución se ionizan, pero considerando el comportamiento de sus grupos en solución, el grupo hidrófobo queda cargado negativamente.

Los tensoactivos catiónicos: son aquellos que en solución forman iones, resultando cargado positivamente el grupo hidrófobo de la molécula. En general, son compuestos cuaternarios de amonio o una amina grasa en medio ácido.

Los tensoactivos anfóteros ó anfotéricos: actúan dependiendo del medio en que se encuentren, en medio básico son aniónicos y en medio ácido son catiónicos.

Tensoactivos No-iónicos

Los surfactantes o tensoactivos no-iónicos son aquellos que son ionizarse, se solubilizan mediante un efecto combinado de un cierto número de grupos solubilizantes débiles (hidrófilos) tales como enlace tipo éter ó grupos hidroxilos en su molécula.

Proveedores de tensoactivos catiónicos y aniónicos

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Química Boss es proveedor de surfactantes y fragancias de la más alta calidad, satisfaciendo las necesidades de la industria química, cosméticos y emulsificantes para asfalto.

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Attapulgita– Un mineral único con grandes aplicaciones en las pinturas

La attapulgita es un silicato mineral de arcilla, llamado así por el área de Attapulgus Georgia donde se estudiaron los depósitos de EU inicialmente en 1935. La arcilla attapulgita es única por su estructura de cadena tridimensional que crea partículas en forma de aguja que no se aglomeran al exponerse a la humedad, en contraste con otras arcillas tixotrópicas. Esta naturaleza no aglomerante hace a la attapulgita una arcilla formadora de gel y tixótropo única, así como el producto preferido cuando la estabilidad dimensional es importante.

La attapulgita forma suspensiones de alta viscosidad estables a relativamente bajas concentraciones que se adelgazarán con la aplicación de esfuerzo cortante. Al dispersarse en un líquido, las partículas de arcilla forman una retícula que atrapa la fase líquida espesando el sistema. Al aplicar esfuerzo cortante a un líquido espesado con arcilla Attapulgita, la retícula formada por fuerzas electrostáticas se rompe y el l íquido fluye con facilidad. Una vez retirado el esfuerzo cortante las fuerzas electrostáticas originan que se forme una nueva retícula y el líquido se espese nuevamente. Este ciclo se puede repetir indefinidamente.

Formulando con Attapulgita Sistemas Acuosos: La attapulgita funciona en formulaciones acuosas iónicas y no iónicas. El desempeño óptimo de la attapulgita se logra cuando la arcilla se dispersa y mezcla en un medio a alto esfuerzo cortante. El uso de surfactantes en sistemas acuosos puede provocar sobre dispersión de attapulgita resultando en pérdida de desempeño.

Los productos de attapulgita se agregan por lo general directamente a la mezcla en la etapa del proceso a alta velocidad. Si no hay etapa de alto esfuerzo cortante en el proceso principal la attapulgita se puede preparar como un pre-gel utilizando una pequeña cantidad del sistema solvente acuoso. Los pre-geles se preparan típicamente a un 10 – 15 porciento en peso de arcilla en el vehículo acuoso. Esta mezcla pre-dispersada se agrega entonces al lote de producto.

Dependiendo de la aplicación y las propiedades de gel deseadas, se pueden variar la cantidad y tipo de arcilla attapulgita.

Las concentraciones típicas (por ciento en peso) para aplicaciones acuosas son:

Pinturas látex 1 – 3 por ciento

Pinturas texturizadas 2 – 4 por ciento

Uniones de cemento 3 – 5 por ciento

Mastiques 2 – 4 por ciento

Sistemas No-acuosos: La arcilla attapulgita es un material altamente hidrofílico y aunque se dispersa fácilmente en sistemas acuosos, requiere el uso de un surfactante cuando se usa en sistemas no-acuosos como reducciones asfálticas. Los surfactantes recomendados son catiónicos y actúan como una interfase de transición entre la arcilla y el sistema orgánico.

La relación óptima arcilla-surfactánte se determina fácilmente ajustándola experimentalmente hasta lograr máxima viscosidad. En sistemas de reducciones asfálticas la relación típica y óptima de arcilla-surfactánte está entre 8 – 12 partes de arcilla a 1 parte de surfactánte. Este rango se debe a la variación en reducciones, surfactántes y el tamaño de partícula de la arcilla attapulgita en uso.

Al trabajar en sistemas no.acuosos, el método recomendado para adicionar la arcilla es el de pre-dispersión descrito para sistemas acuosos. En reducciones asfálticas el surfactánte se debe adicionar a una porción del sistema y mezclarse vigorosamente. Después se debe adicionar la arcilla para obtener un 20 por ciento en peso de la concentración de ésta y mezclar hasta que se observe un espesamiento máximo. Finalmente, el resto de la reducción y otros ingredientes de la fórmula se adicionan y mezclan hasta lograr una consistencia uniforme.

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