Hydroxyethylcellulose

Hydroxyethylcellulose (HEC) ist ein chemisch modifiziertes Derivat der Cellulose. Dabei ist ein Teil der Hydroxylgruppen der Cellulose mit Hydroxyethylgruppen −CH₂CH₂OH verethert. Die Struktur lässt sich vereinfacht als Cellulose-Rückgrat mit Seitengruppen −O−CH2−CH2−OH−O−CH2−CH2−OH beschreiben.

Hydroxyethylcellulose liegt als weißes bis gelblich-weißes, geruchloses Pulver oder Granulat vor. Es ist in kaltem und warmem Wasser löslich und bildet dabei kolloidale, klare bis leicht opale Lösungen. In vielen organischen Lösungsmitteln wie Aceton oder Ethanol ist HEC dagegen nicht löslich.

Zur Herstellung wird Cellulose zunächst alkalisiert. Anschließend reagiert die Alkalicellulose mit Ethylenoxid. Dabei entstehen Hydroxyethylgruppen an den Hydroxylfunktionen der Glucoseeinheiten. Da die Reaktion nicht vollständig abläuft, entstehen Produkte mit unterschiedlichen Substitutionsgraden.

Wichtige Kennzahlen sind der durchschnittliche Substitutionsgrad (DS) und der molare Substitutionsgrad (MS). Handelsübliche Hydroxyethylcellulosen besitzen typischerweise DS-Werte im Bereich von 0,85 bis 1,35 und MS-Werte von etwa 1,5 bis 3. Diese Parameter beeinflussen die Löslichkeit, Viskosität und Gelbildung.

HEC wirkt verdickend, gelbildend und stabilisierend. Sie erhöhen die Viskosität wässriger Systeme und verbessern die Suspendierbarkeit von Feststoffen. In kosmetischen Formulierungen fungiert HEC als Filmbildner, Emulsionsstabilisator und Bindemittel. In der Pharmazie dient Hydroxyethylcellulose als Gelbildner, Verdicker und Hilfsstoff für flüssige und halbfeste Arzneiformen.