L'hydroxyéthylcellulose traditionnelle (HEC) présente depuis longtemps des inconvénients tels qu'une faible résistance aux électrolytes, une résistance insuffisante à l'eau des films de peinture, des projections lors de l'application au rouleau et une sédimentation facile des pigments lorsqu'elle est utilisée dans les revêtements à base d'eau, les produits d'entretien et de lavage quotidiens et les formulations d'émulsions industrielles. L’hydroxyéthylcellulose associative, également connue sous le nom d’hydroxyéthylcellulose modifiée de manière hydrophobe (abrégée en HMHEC), est un éther de cellulose modifié de deuxième génération. Dotée d’une structure moléculaire associative hydrophobe unique, elle pallie parfaitement les lacunes de la HEC conventionnelle et est devenue l’épaississant rhéologique de référence pour les formulations à base d’eau haut de gamme.

Qu'est-ce que l'hydroxyéthylcellulose associative (HMHEC) ?

L'hydroxyéthylcellulose associative est synthétisée à partir d'hydroxyéthylcellulose dérivée de coton naturel ou de pâte de bois, qui constitue la chaîne principale. Des chaînes latérales hydrophobes alkyliques à longue chaîne (C8–C18) sont greffées sur le squelette par une réaction d’éthérification, formant ainsi une structure polymère amphiphile composée de chaînes principales hydrophiles et de chaînes latérales hydrophobes.

• Groupes hydroxyéthyle hydrophiles : permettent une dissolution rapide dans l'eau froide et sont compatibles avec tous les systèmes à base d'eau.
• Chaînes latérales alkyle hydrophobes : elles induisent une association hydrophobe entre les molécules et les particules de l'émulsion, formant ainsi une structure réticulaire tridimensionnelle réversible, d'où le nom d“« associative ».
  Contrairement au HEC classique, dont l'épaississement repose uniquement sur les liaisons hydrogène et l'enchevêtrement moléculaire, le HMHEC repose sur un double mécanisme d'épaississement combinant les liaisons hydrogène et l'association hydrophobe, ce qui se traduit par une amélioration spectaculaire des propriétés rhéologiques.

Les cinq principaux avantages de HMHEC en termes de performances

1. Efficacité d'épaississement extrêmement élevée, permettant de réduire le coût des dosages dans les formulations

Pour obtenir la même viscosité cible, le dosage de HMHEC peut être réduit de 30% à 50% par rapport à la formule classique HEC. Un faible dosage permet d'obtenir une viscosité idéale dans le pot, ce qui réduit la quantité de poudre de cellulose à ajouter et le coût global des matières premières, ce qui le rend adapté aux formules de production industrielle à grande échelle.

2. Une pseudoplasticité exceptionnelle pour d’excellentes performances de mise en œuvre (atout majeur pour les revêtements)

Il se caractérise par une propriété de fluidification sous cisaillement marquée :

• Faible cisaillement au repos : le système conserve une viscosité élevée pour résister à l'affaissement lors de l'application verticale sur les murs, sans coulures même en cas d'application d'une couche épaisse.
• Forte contrainte de cisaillement lors de l'application au rouleau ou au pinceau : la viscosité diminue rapidement, ce qui permet d'obtenir une application lisse et soyeuse. Cela réduit considérablement les projections de peinture, limite la contamination du chantier et les pertes de produit, et permet d'obtenir des films présentant moins de traces de pinceau et une planéité supérieure.

3. Résistance au sel et aux tensioactifs, performances stables sur une large plage de pH pour les systèmes complexes

Le HEC classique subit une forte perte de viscosité lorsqu’il est exposé à des électrolytes ou à des tensioactifs à forte concentration. Le réseau associatif hydrophobe du HMHEC multiplie par 2 à 3 la résistance au sel, tout en offrant des performances stables dans une plage de pH comprise entre 3,5 et 11,0.

• Absence de séparation de phases dans les produits de lavage à forte teneur en sel et les shampoings contenant des agents revitalisants cationiques ;
• Viscosité stable, sans diminution, pendant le stockage à long terme de revêtements industriels contenant du dioxyde de titane et des charges inorganiques.

4. Stabilité à long terme de la suspension pour empêcher la sédimentation des pigments et des phases huileuses

Les groupes hydrophobes adsorbent les particules de pigment, les résines en émulsion, l'huile de silicone et la graisse afin de stabiliser les phases dispersées et de former un système colloïdal stable :

•  Peintures au latex : aucune sédimentation ni séparation de l'eau du dioxyde de titane et des pâtes colorantes après plusieurs mois de stockage ;
•  Produits de soins personnels : dispersion homogène de l'huile de silicone et des huiles essentielles végétales, sans accumulation de sédiments huileux au fond du flacon
• Pâtes d'impression : suspension homogène de colorants permettant d'obtenir des contours nets sans bavures.

5. Amélioration de la résistance à l'eau des films de peinture sans compromettre leur brillance

Le HEC traditionnel contient un nombre excessif de groupes hydrophiles, ce qui entraîne un blanchiment et une faible résistance au frottement des films lorsqu'ils sont exposés à l'eau. Les chaînes latérales hydrophobes du HMHEC réduisent l'hydrophilie globale, améliorant ainsi considérablement la résistance à l'eau et au frottement des films séchés. Par ailleurs, il présente une excellente compatibilité avec les émulsions acryliques et les dispersions de PU et ne provoque ni perte de brillance ni voile sur les revêtements.

Quatre grands domaines d'application industrielle

1. L'industrie des revêtements à base d'eau (principal domaine d'application)

Peintures au latex pour l'intérieur et l'extérieur, revêtements pour bois à base d'eau, couches de finition pour plastiques, peintures industrielles anticorrosion à base d'eau, encres d'imprimerie à base d'eau

Fonctions principales : ajustement des propriétés rhéologiques, résistance à l'affaissement, anti-éclaboussures, suspension des charges et amélioration de la résistance à l'eau des films de revêtement. Associé à des épaississants associatifs à base de polyuréthane, il peut remplacer le HEC classique afin d'équilibrer les performances d'application et la stabilité au stockage.

2. Produits d'hygiène personnelle et produits chimiques d'usage quotidien (pour les produits de lavage et d'entretien haut de gamme)

Shampoing sans sulfate, après-shampoing, gel douche, crème pour le visage, gel transparent, crème solaire

Le HMHEC est doux et non irritant. Il permet d'épaissir les formules tout en stabilisant les systèmes à base d'huile de silicone, offrant ainsi une mousse dense et durable qui ne laisse aucun résidu collant après rinçage. Les solutions aux formules transparentes sont d'une clarté cristalline.

3. Pâtes d'impression textile

Pâtes d'impression réactives, pâtes d'impression à base de pigments
Il améliore la dispersibilité du colorant, garantit des contours d'impression nets, empêche l'encrassement de l'écran et assure la stabilité des performances des systèmes de pâtes colorantes résistantes aux électrolytes.

4. Secteurs d'activité : pétrole, produits pharmaceutiques et matériaux de construction

• Fluides de forage et de fracturation pour gisements pétroliers à base d'eau : résistants aux eaux de formation minérales et offrant une excellente capacité de suspension et de transport des agents de soutènement.
• Gels pharmaceutiques à usage topique, suspensions orales : agent épaississant doux présentant une bonne biocompatibilité.
• Boues de chantier à base d'eau, colles à base d'eau : confèrent des propriétés de rétention d'eau et d'épaississement afin d'améliorer la maniabilité pendant les travaux