Ethylcellulose

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Strukturformel
Strukturformel Ethylcellulose
Ausschnitt aus einem Ethylcellulosepolymer
Substitutionsgrad 2
Allgemeines
Name Ethylcellulose
Andere Namen
  • E 462
  • Celluloseethylether
CAS-Nummer 9004-57-3
Monomere/Teilstrukturen ethylierte Cellobiose
Kurzbeschreibung

weißes bis gelblichweißes geruchloses oder fast geruchloses Pulver

Eigenschaften
Aggregatzustand

fest

Sicherheitshinweise
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung [1]
keine GHS-Piktogramme
H- und P-Sätze H: keine H-Sätze
P: keine P-Sätze [1]
EU-Gefahrstoffkennzeichnung [2][1]
Reizend
Reizend
(Xi)
R- und S-Sätze R: 36/37/38
S: 26​‐​36
Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen.

Ethylcellulose (fachsprachlich, standardsprachlich: Ethylzellulose) ist eine chemische Verbindung, die halbsynthetisch aus der natürlich vorkommenden Cellulose gewonnen wird. Chemisch handelt es sich um einen Celluloseether, der in verschiedenen Typen vorkommt, die sich im Wesentlichen im Polymerisationsgrad (und somit in der Molmassenverteilung) unterscheiden. Ethylcellulose wird ähnlich wie Carboxymethylcellulose oder Methylcellulose verwendet; sie ist ein hydrophiles weißes Pulver und löst sich in kaltem (aber nicht in heißem) Wasser und unter Bildung einer zähflüssigen Lösung oder eines Gels.

Gewinnung und Darstellung[Bearbeiten]

Ethylcellulose findet sich nicht in der Natur, sondern wird synthetisch produziert, indem Cellulose in eine heiße, alkalische Lösung (eine Lauge, zum Beispiel Natriumhydroxid) gibt und dann mit Ethylhalogeniden – wie Ethylchlorid – behandelt.

Chemische Eigenschaften[Bearbeiten]

Chemisch ist Ethylcellulose ein Ethylether der Cellulose und entsteht durch Ersatz von Wasserstoffatomen der Hydroxygruppen durch Ethylgruppen.

In Abhängigkeit von der Anzahl der substituierten Hydroxygruppen unterscheiden sich die Ethylcellulosen. Cellulose ist ein Kettenmolekül aus zahlreichen Glucosemolekülen, jede Glucoseeinheit hat drei Hydroxygruppen. Verschiedene Ethylcellulosen lassen sich durch ihren Substitutionsgrad (degree of substitution, DS), die durchschnittliche Zahl veretherter Hydroxygruppen pro Glucoseeinheit, beschreiben. Das theoretische Maximum beträgt 3,0, typische Werte liegen im Bereich von 2,2 bis 2,6.[3] Da der DS-Wert der Ethylcellulose nie einheitlich ist, gibt es immer Partikel, die sich nicht lösen lassen. Daher werden häufig Mischungen von Celluloseethern produziert, die neben Ethylcellulosen auch Hydroxypropylmethylcellulose (HPMC) und Hydroxyethylmethylcellulose (HEMC) oder Methylcellulose enthalten.

Aufgrund der unterschiedlichen funktionellen Gruppen -OH und -OC2H5 besitzt Ethycellulose sowohl hydrophile wie hydrophobe Eigenschaften. Dadurch verringert sie in Lösung die Oberflächenspannung und wirkt emulgierend in Zwei-Phasen-Mischungen. In Betonmischungen erhöht sie die Wasserhaltefähigkeit und verzögert damit die Abbindung, damit haben die Betonbestandteile mehr Zeit für chemische Reaktionen mit dem enthaltenen Wasser. In Ethermischungen bildet sich ein Film, der über die Zugabe von Formaldehyd reguliert werden kann.

Verwendung[Bearbeiten]

Ethylcellulose ist der Hauptbestandteil von lichtechten Celluloseetherlacken, Packmitteln, thermoplastischen Kunststoffen, künstlichem Schnee für Weihnachtsbäume, Kabelisolierungen, Schutzhäuten und Dichtungen. Ethylcellulose wird auch als Zusatz von Kunstharzen und Wachsen zum Lackieren von gefärbten Ostereiern und als Zusatz für Stempelfarben in der Lebensmittelindustrie (Stempeln von Eiern oder Käse) verwendet.[4] Sie ist eine vielfältig einsetzbare Verbindung, die als Verdickungs-, Binde-, Klebe-, Dispergier-, Suspendier-, Emulgier-, Sedimentations-, Filterhilfs-, Flockungs-, Quell-, Gleit- und Wasserrückhaltemittel sowie als Schutzkolloid und Filmbildner eingesetzt wird.

Lebens- und Genussmittel[Bearbeiten]

Ethylcellulosen (Zusatzstoffnummer E 462) wie auch andere chemisch modifizierte Abkömmlinge der Cellulose (E 461 sowie 463 bis 469) sind in der EU als Lebensmittelzusatzstoff für verschiedene Verwendungszwecke zugelassen.[5]

Pharmazie[Bearbeiten]

Ethylcellulose wird vielfach als pharmazeutischer Hilfsstoff in der Arzneimittelherstellung verwendet: beispielsweise zur Viskositätserhöhung in flüssigen Arzneizubereitungen, zur Stabilisierung von Emulsionen und Suspensionen, als Gelbildner in Cremes und Gelen, als Bindemittel für Tablettengranulate, als Gerüststoff und Sprengmittel für Tabletten sowie insbesondere auch als Filmbildner für Lacktabletten.[6]

Pharmazeutische Qualitäten der Ethylcellulose enthalten gemäß der Charakterisierung im Europäischen Arzneibuch einen Ethoxygruppenanteil von 44,0 % bis 51,0 %.[7]

Einzelnachweise[Bearbeiten]

  1. a b c Datenblatt Ethyl cellulose , Ph Eur, viscosity 10 mPa.s  bei Sigma-Aldrich, abgerufen am 24. Oktober 2011 (PDF).
  2. Seit 1. Dezember 2012 ist für Stoffe ausschließlich die GHS-Gefahrstoffkennzeichnung zulässig. Bis zum 1. Juni 2015 dürfen noch die R-Sätze dieses Stoffes für die Einstufung von Zubereitungen herangezogen werden, anschließend ist die EU-Gefahrstoffkennzeichnung von rein historischem Interesse.
  3. Otto-Albrecht Neumüller (Herausgeber): Römpps Chemie Lexikon, Frank’sche Verlagshandlung, Stuttgart, 1983, 8. Auflage, S. 1203, ISBN 3-440-04513-7.
  4. Otto-Albrecht Neumüller (Herausgeber): Römpps Chemie Lexikon, Frank’sche Verlagshandlung, Stuttgart, 1983, 8. Auflage, S. 1203, ISBN 3-440-04513-7.
  5. zusatzstoffe-online.de.
  6. Kommentar zum Europäischen Arzneibuch 4.04, Ethylcellulose. Loseblattsammlung, 19. Lfg. 2005, Wissenschaftliche Verlagsgesellschaft Stuttgart.
  7. Europäisches Arzneibuch 6. Ausgabe, Grundwerk 2008, 6.0/0822, S. 2508−2510.