CMC y HEC Son dos éteres de celulosa solubles en agua que se utilizan ampliamente en formulaciones para el cuidado personal y el cuidado del hogar. Ambos pueden aumentar la viscosidad, controlar la fluidez, retener el agua y ayudar a mantener la uniformidad de una fórmula.
Sin embargo, no son intercambiables.
La carboximetilcelulosa sódica, conocida comúnmente como CMC-Na, CMC o goma de celulosa, es un polímero aniónico. Hidroxietilcelulosa, o HEC, es no iónico. Esta diferencia en la carga eléctrica influye en el comportamiento de cada espesante en presencia de sales, tensioactivos, ingredientes catiónicos, abrasivos, principios activos y conservantes.
El CMC suele ser una opción práctica y económica para dentífricos convencionales, mascarillas y productos a base de agua que requieren propiedades aglutinantes y control de la sinéresis. El HEC suele ser la opción preferida en fórmulas que contienen niveles más elevados de electrolitos, ingredientes catiónicos, mezclas complejas de tensioactivos o que exigen unos objetivos exigentes en cuanto a claridad y textura.
La mejor opción depende de la formulación completa, no solo de la viscosidad que figura en la etiqueta del producto.
CMC contra HEC: resumen
| Propiedad | Carboximetilcelulosa sódica | Hidroxietilcelulosa |
|---|---|---|
| Abreviatura habitual | CMC, CMC-Na, NaCMC | HEC |
| Nombre común según la nomenclatura INCI | Goma de celulosa | Hidroxietilcelulosa |
| Carácter iónico | Aniónico | No iónico |
| Principales funciones | Espesamiento, aglutinación, retención de agua, control de la sinéresis, suspensión | Espesante, control de la fluidez, estabilizador de suspensiones, formación de películas, estabilizador de texturas |
| Tolerancia a la sal | Depende en gran medida del tipo de sal, la concentración, el DS y la calidad. | Por lo general, ofrece mejores resultados en muchos sistemas electrolíticos |
| Compatibilidad catiónica | Puede interactuar con tensioactivos catiónicos o principios activos | Por lo general, es más compatible, ya que es no iónico |
| Claro potencial de formulación | Es posible, pero depende del grado y de la formulación | A menudo es una buena opción para geles transparentes y sistemas tensioactivos |
| Usos habituales en el cuidado personal | Pasta de dientes, mascarillas, cremas, geles | Champú, gel de baño, jabón de manos, lociones, productos solares, pasta de dientes |
| Usos habituales en el cuidado doméstico | Detergentes, abrillantadores, sistemas de suspensión | Detergente líquido para la ropa, detergente líquido para lavavajillas, productos de limpieza para el hogar, geles de limpieza |
| Riesgo principal de la formulación | Pérdida de viscosidad o incompatibilidad en sistemas con alto contenido en sal y cationicos | Formación de grumos durante la hidratación, espesamiento excesivo y transparencia dependiente del grado |
| ¿Se pueden combinar? | Sí | Sí |
No hay un ganador indiscutible en la comparación entre el CMC y el HEC. Cada polímero resuelve un conjunto diferente de problemas de formulación.
¿Qué es la carboximetilcelulosa sódica?
La carboximetilcelulosa sódica se produce introduciendo grupos carboximetilo en la cadena principal de la celulosa. Normalmente se comercializa en forma de sal sódica.
Estos grupos carboximetilo confieren a la CMC una carga aniónica cuando se disuelve en agua. Dicha carga favorece la hidratación del polímero y su interacción con la fase acuosa, pero también hace que la CMC sea más sensible a determinados iones y a ingredientes con carga positiva.
Los grados comerciales de CMC varían en cuanto al grado de sustitución, el peso molecular, la pureza, el tamaño de las partículas y la uniformidad de la sustitución.
El grado de sustitución, o DS, describe el número medio de grupos carboximetilo unidos a cada unidad de anhidroglucosa en la cadena de celulosa. Las variaciones en el DS pueden afectar a la solubilidad en agua, la respuesta electrolítica, la reología y la compatibilidad.
El CMC que se utilice en productos de higiene personal o de higiene bucal no debe seleccionarse basándose únicamente en su viscosidad. También pueden ser importantes la pureza, el contenido en cloruro de sodio, el glicolato de sodio, los límites microbianos, los metales pesados, el olor, el sabor y la normativa aplicable.
En el cuidado bucal, el CMC se valora como aglutinante y modificador reológico. Es capaz de mantener unidos los ingredientes líquidos y sólidos, reducir la separación del agua y conferir a la pasta de dientes una textura suave y fluida al exprimirla del tubo. Ashland describe el CMC para el cuidado bucal como un éter de celulosa aniónico y soluble en agua que modifica la reología, retiene el agua y ayuda a prevenir la sinéresis en la pasta de dientes. Su Guía técnica sobre el cuidado bucodental También muestra que los grados de CMC difieren en cuanto a DS, viscosidad y tamaño de partícula.
¿Qué es la hidroxietilcelulosa?
La hidroxietilcelulosa es obtenido mediante la introducción de grupos hidroxietilo en la celulosa. Se trata de un polímero no iónico y soluble en agua.
Dado que el HEC no tiene la misma carga negativa que el CMC, por lo general es menos probable que forme interacciones no deseadas con tensioactivos catiónicos, compuestos de amonio cuaternario e ingredientes activos con carga positiva.
El HEC puede aumentar la viscosidad, controlar el flujo, favorecer la suspensión, mejorar la extensión y estabilizar la textura de las formulaciones a base de agua. Se utiliza en champús, geles de baño, jabones de manos, lociones, cremas, geles, detergentes líquidos, lavavajillas y productos de limpieza para el hogar.
El HEC también puede producir un comportamiento de fluidez por cizallamiento. Un producto con fluidez por cizallamiento resulta más fácil de bombear, verter, extender o exprimir cuando se le aplica fuerza. A continuación, reconstruye parte de su estructura una vez que se retira la fuerza. Este comportamiento puede mejorar la aplicación y ayudar a que el producto se mantenga en una superficie vertical.
Zhiwei describe el HEC como un polímero soluble en agua que se utiliza para aumentar la viscosidad y controlar el flujo en productos de cuidado diario y otros sistemas a base de agua. Su gama actual incluye HEC 40, HEC 300, HEC 2K, HEC 6K, HEC 15K, HEC 30K, HEC 50K, HEC 100K y HEC 150K. La gama completa se presenta en la Página del producto Zhiwei HEC.
La diferencia más importante: aniónicos frente a no iónicos
La diferencia en el carácter iónico es la razón principal por la que el CMC y el HEC se comportan de forma diferente.
El CMC contiene grupos carboximetilo con carga negativa. Estos grupos pueden interactuar con sales disueltas y con materiales con carga positiva. Dicha interacción puede reducir la expansión del polímero, disminuir la viscosidad, provocar la aparición de turbidez o causar precipitaciones.
El resultado depende del tipo y la concentración de los iones. Las sales monovalentes, como el cloruro de sodio, pueden reducir la viscosidad a concentraciones más elevadas. Los iones multivalentes, como el calcio, el magnesio, el aluminio o el hierro, pueden tener un efecto más marcado.
El HEC es no iónico. Su hidratación y espesamiento no dependen de una carga aniónica de la misma manera. Por lo tanto, ofrece una mayor compatibilidad en muchos sistemas que contienen electrolitos o ingredientes catiónicos.
Esto no significa que el HEC no se vea afectado por la composición química de la fórmula. Las concentraciones muy elevadas de sal, los valores extremos de pH, los altos niveles de disolvente, los tensioactivos, los aceites aromáticos, la temperatura y los conservantes pueden, de todos modos, alterar su viscosidad y transparencia.
Se debería considerar que HEC es más tolerante en muchos sistemas complejos, pero no completamente inmune a los problemas de compatibilidad.
CMC y HEC en la pasta de dientes
La pasta de dientes contiene una combinación de agua, humectantes, abrasivos, tensioactivos, aromatizantes, edulcorantes, principios activos y conservantes. El espesante debe mantener la cohesión de este sistema y, al mismo tiempo, permitir que la pasta se extraiga del envase, se llene, se exprima y se extienda sobre el cepillo de dientes.
La Asociación Dental Americana explica que la pasta de dientes puede contener espesantes o aglutinantes a base de celulosa para estabilizar el producto. La pasta de dientes también puede contener carbonato cálcico, sílice hidratada, sales de fosfato, compuestos de flúor, humectantes y detergentes. Estos ingredientes crean diferentes condiciones de compatibilidad para el espesante. Véase el Resumen de los ingredientes de la pasta de dientes ADA.
Cuándo es recomendable optar por la CMC
El CMC cuenta con una larga trayectoria de uso en las pastas dentífricas convencionales. Aporta propiedades aglutinantes, de retención de agua, de consistencia y de control de la sinéresis. Suele ser rentable y permite obtener una pasta suave con buenas propiedades de extrusión.
El CMC puede funcionar bien cuando el nivel de electrolitos es moderado y los principios activos son compatibles con un polímero aniónico.
Cuándo HEC es la mejor opción
El HEC resulta interesante cuando la fórmula contiene una alta concentración de sales, iones multivalentes o principios activos catiónicos.
Su carácter no iónico puede mejorar la compatibilidad y la estabilidad durante el almacenamiento. Además, puede contribuir a que la pasta de dientes adquiera una textura suave y brillante, así como un flujo que se vuelve más fluido con el cizallamiento.
La guía de higiene bucal de Ashland sobre el HEC describe este compuesto como compatible con una amplia gama de principios activos y tolerante a cationes mono-, di- y trivalentes. Esto convierte al HEC en una opción práctica para dentífricos ricos en minerales y otros sistemas de higiene bucal con alto contenido en electrolitos.
¿Se pueden utilizar conjuntamente el CMC y el HEC?
Sí. La combinación de CMC y HEC permite equilibrar el coste, la fuerza de ligado, la tolerancia a la sal, la textura y la estabilidad de almacenamiento.
El CMC puede aportar una capacidad de retención de agua y una consistencia inicial a un precio asequible. El HEC puede mejorar la compatibilidad y ayudar a mantener la viscosidad cuando la fórmula contiene iones más problemáticos.
Es recomendable comprobar la proporción en lugar de copiarla directamente de otra pasta de dientes. El tipo de abrasivo, la fuente de flúor, el nivel de humectante, el sistema tensioactivo, la temperatura y el orden de procesamiento influyen en el resultado.
Los siguientes rangos son valores de referencia razonables para análisis de cribado en laboratorio, no fórmulas comerciales listas para su uso.
| Tipo de pasta de dientes | Rango de cribado de CMC | Gama de análisis de HEC | Prueba principal |
|---|---|---|---|
| Pasta de dientes con carbonato cálcico | 0.8%-1.0% | 0.3%-0.6% | Tolerancia al calcio, forma de cinta, separación del agua |
| Pasta de dientes con fosfato dicálcico | 0.1%-0.6% | 0.3%-0.5% | Compatibilidad de los electrolitos y viscosidad de almacenamiento |
| Pasta de dientes con sílice hidratada | 0.1%-0.5% | 0.1%-0.5% | Transparencia, suavidad, extrusión y sinéresis |
El nivel total de espesante debe optimizarse en función de los grados seleccionados. Un polímero de alto peso molecular puede requerir una dosis menor que un grado de menor viscosidad.
La fabricación de productos para el cuidado bucal también requiere un grado de pureza adecuado. No se debe utilizar HEC o CMC de grado industrial general en la pasta de dientes, a menos que el proveedor confirme que cumple con las especificaciones requeridas para el cuidado bucal y con la normativa local.
HEC en champú y gel de baño
Los champús y geles de baño modernos pueden contener ingredientes aniónicos, anfóteros, no iónicos y catiónicos. También pueden contener cloruro de sodio, fragancias, extractos botánicos, polímeros acondicionadores, conservantes, agentes perlantadores y partículas en suspensión.
El HEC suele elegirse porque su carácter no iónico le confiere una amplia compatibilidad con muchos de estos materiales.
Puede aumentar el cuerpo, mejorar el control del vertido, favorecer una textura suave y ayudar a mantener la consistencia del producto durante el almacenamiento. También es posible obtener geles transparentes cuando el grado de HEC se hidrata adecuadamente y es compatible con el sistema de tensioactivos y fragancias.
Zhiwei describe el HEC como un espesante para champús y geles de ducha que permite obtener una textura transparente, tolerancia a la sal, una aplicación suave y una sensación estable en el producto. La empresa también destaca que los resultados reales dependen de los tensioactivos, el nivel de sal, el pH, la fragancia, la temperatura y el método de mezcla. Se puede consultar más información sobre su aplicación en la Página de Zhiwei HEC para champú y gel de baño.
En un gel de baño a base de jabón, el HEC puede utilizarse como modificador de la viscosidad y la textura. Un rango de prueba de entre 0,21 TP3T y 0,41 TP3T puede servir como orientación inicial en el laboratorio, pero la dosificación final debe tener en cuenta el tipo de HEC y la concentración de jabón.
No se debe considerar que el HEC sea un emulsionante completo. Puede ayudar a estabilizar un sistema disperso al aumentar la viscosidad y ralentizar el movimiento, pero una fórmula que contenga una fase oleosa significativa suele necesitar, aun así, un emulsionante adecuado.
Tampoco se debe considerar automáticamente que el HEC es un potenciador de la espuma. La variación de la viscosidad puede afectar a la formación, el drenaje y la estabilidad de la espuma, pero el resultado depende del sistema tensioactivo. Durante el desarrollo, se deben medir el volumen y la textura de la espuma, así como su comportamiento durante el aclarado.
HEC en jabón de manos y jabón líquido
Los jabones de manos pueden contener tensioactivos aniónicos, tensioactivos anfóteros, tensioactivos no iónicos, ingredientes desinfectantes, sales, disolventes, agentes hidratantes, fragancias y conservantes.
Si la fórmula contiene un ingrediente antimicrobiano catiónico, un espesante aniónico como el CMC podría interactuar con él. Esto puede reducir la eficacia del espesamiento, provocar turbidez o afectar a la disponibilidad del principio activo.
El HEC suele ser una opción inicial más segura para los sistemas de tensioactivos catiónicos o mixtos, ya que es no iónico. No obstante, es necesario confirmar su compatibilidad con el principio activo concreto y la concentración de uso.
El equipo de formulación debe controlar el aspecto, la viscosidad, el pH, la estabilidad del principio activo, la formación de espuma, la sensación al aclarar y la conservación frente a microorganismos. No basta con analizar únicamente la viscosidad inicial.
Los productos hidroalcohólicos requieren una atención especial. Algunos grados de HEC pueden funcionar en sistemas de agua y alcohol, pero la tolerancia depende del grado del polímero, el tipo de alcohol, la concentración de alcohol, el método de hidratación y otros ingredientes. Un espesante que funciona en un jabón de manos normal puede que no funcione en un desinfectante con alto contenido en alcohol.
HEC en lociones, cremas y productos solares
En una loción de tipo «aceite en agua», el HEC espesa la fase acuosa continua. Esto puede ralentizar el movimiento de las gotitas, mejorar la textura y favorecer la estabilidad de la emulsión.
El HEC también puede mejorar la fluidez durante la aplicación y reducir la sensación acuosa o inestable. Los niveles habituales de dosificación en lociones y cremas pueden oscilar entre 0,1% y 0,5%, dependiendo de la textura deseada y del grado de viscosidad.
Es importante distinguir entre espesamiento y emulsificación. El HEC puede contribuir a la formación de una emulsión, pero normalmente no es el emulsionante principal. La fórmula sigue necesitando un sistema emulsionante adecuado para la fase oleosa y el producto deseado.
Los productos de protección solar son más exigentes, ya que pueden contener partículas minerales, filtros UV orgánicos, electrolitos, aceites e ingredientes filmógenos. El HEC puede favorecer la textura y la suspensión, pero el rendimiento de un protector solar no puede predecirse únicamente a partir de la viscosidad. Cualquier cambio en el espesante puede afectar a la capacidad de extensión, la formación de la película, la resistencia al agua y el nivel de protección solar medido.
De Zhiwei Guía de HEC sobre lociones y productos solares recomienda comprobar el tipo de emulsión, el nivel de la fase oleosa, el pH, el contenido de electrolitos, el tipo de filtro UV, el método de procesamiento y el envase antes de seleccionar un grado.
CMC y HEC en las mascarillas faciales
El CMC se utiliza en sistemas de mascarillas que se retiran despegándolas y en las que hay que aclarar, como espesante, aglutinante y modificador de la textura de la película.
En una mascarilla peel-off que contenga alcohol polivinílico, el CMC puede reducir la formación de una película excesivamente resistente o quebradiza y modificar la forma en que la capa seca se separa de la piel. También puede combinarse con alginato, glicerina, propilenglicol y otros ingredientes que retienen el agua.
En una mascarilla que se aclara, el CMC puede aportar cuerpo y facilitar la suspensión de polvos u otros materiales dispersos.
El HEC puede utilizarse cuando el formulador necesita un gel más suave, una mejor compatibilidad con ingredientes catiónicos o un sistema espesante menos iónico. También puede mejorar la facilidad de aplicación y aportar un perfil sensorial diferente.
Ninguno de los dos polímeros debe seleccionarse basándose únicamente en su viscosidad en agua. Es necesario evaluar, en el producto completo, la flexibilidad de la película, el tiempo de secado, la adherencia, la facilidad de lavado, la sensación al tacto, la conservación y la dispensación del envase.
CMC y HEC en productos para la colada y el lavado de vajilla
El CMC desempeña un papel consolidado en las fórmulas de detergentes para la colada, incluida la prevención de la redeposición de la suciedad. Puede ayudar a reducir que la suciedad en suspensión vuelva a depositarse en el tejido durante el lavado.
El HEC se utiliza con mayor frecuencia para ajustar la viscosidad y la fluidez de los detergentes líquidos para la ropa, los lavavajillas y los limpiadores en gel. Puede mejorar el control de la dosificación y ayudar a que el producto se mantenga sobre una superficie vertical.
Zhiwei describe el HEC como un espesante no iónico para detergentes de ropa y lavavajillas. Favorece la viscosidad, el control del vertido, la estabilidad de la textura y la transparencia en las formulaciones adecuadas. El resultado final sigue dependiendo del tipo de tensioactivo, la concentración de sal, las enzimas, la fragancia, los disolventes y el pH. Consulte el Guía de uso del detergente Zhiwei.
Una distinción importante en cuanto a la formulación es que el espesamiento y la prevención de la redeposición de la suciedad son funciones independientes. El HEC puede mejorar la textura de un detergente, pero no debe considerarse automáticamente como un sustituto directo del CMC cuando el objetivo principal sea evitar la redeposición de la suciedad en los tejidos.
Por lo tanto, una fórmula puede utilizar un polímero para la reología y otro material para el cuidado del tejido.
Cómo comparar correctamente la viscosidad del CMC y del HEC
Un nombre de producto como “30K” o “100K” no basta para comparar dos éteres de celulosa.
La viscosidad depende de varias condiciones de ensayo:
| Variable de prueba | Por qué es importante |
|---|---|
| Concentración de polímero | Una solución 1% no se puede comparar directamente con una solución 2% |
| Temperatura de ensayo | La viscosidad del éter de celulosa varía con la temperatura |
| Instrumento | Los viscosímetros Brookfield, NDJ y otros pueden dar resultados diferentes |
| Eje y velocidad | Los distintos ajustes del husillo y de la velocidad de rotación modifican la lectura |
| Hora de hidratarse | Una muestra que no se ha hidratado completamente da un resultado artificialmente bajo. |
| Calidad del agua | Los minerales y las sales disueltas pueden alterar la viscosidad |
| pH | El pH influye en la hidratación y en la estabilidad a largo plazo de los polímeros |
| Preparación de las muestras | Los grumos o el aire atrapado hacen que el resultado no sea fiable |
Un CMC medido a 2% y 25 °C no debe compararse directamente con un HEC medido a 1% y 25 °C.
Los formuladores deben solicitar al proveedor el método de ensayo completo. A continuación, debe utilizarse ese mismo método para el control de calidad de las entradas y para las comparaciones con la competencia.
Cómo añadir CMC o HEC sin que se formen grumos
Tanto el CMC como el HEC pueden formar «ojos de pez» cuando el polvo seco entra en contacto con el agua demasiado rápido. La parte exterior de un grupo de partículas de polvo se hidrata primero y crea una capa gelatinosa. Esta capa impide que el agua llegue al material seco del interior.
Un procedimiento de mezcla controlada reduce este problema.
- Empieza con agua limpia y crea un vórtice constante sin introducir aire en exceso en el lote.
- Añade el éter de celulosa poco a poco sobre la superficie en movimiento. No viertas toda la bolsa en un solo lugar.
- Deja que el polvo se disperse antes de acelerar la hidratación.
- Cuando proceda, dispersar previamente el polímero en glicerina, sorbitol, glicol u otra fase no disolvente compatible.
- En el caso del HEC de hidratación retardada, sigue las recomendaciones del proveedor en cuanto al pH y al procedimiento de tiempos.
- Añade grandes cantidades de sal una vez que el polímero se haya hidratado, siempre que la fórmula y el proceso lo permitan.
- Mide la viscosidad únicamente una vez que el lote haya completado su proceso de hidratación y su periodo de reposo previstos.
- Vuelve a comprobar el resultado al cabo de 24 horas, ya que la viscosidad final puede seguir aumentando.
Algunos grados de Zhiwei HEC utilizan un tratamiento de hidratación retardada para mejorar la dispersión y reducir la formación de grumos. El procedimiento correcto debe consultarse en las especificaciones técnicas (TDS) específicas de cada grado.
La calentamiento no es necesariamente la mejor solución. El HEC se puede disolver en agua caliente o fría, pero las altas temperaturas pueden acelerar la hidratación superficial y agravar una dispersión deficiente. La temperatura debe seleccionarse como parte del proceso completo de mezcla.
¿Qué nivel de Zhiwei HEC deberías evaluar?
Zhiwei suministra modelos HEC con valores de etiqueta que van de bajos a altos. La selección del grado debe partir de la textura deseada del producto y del método de ensayo.
| Objetivo de la formulación | Orientación de selección de Zhiwei HEC | Verificación principal |
|---|---|---|
| Sistema de líquidos ligeros, suero o de baja densidad corporal | HEC 300 o HEC 2K | Transparencia, fluidez, capacidad de pulverización y residuos |
| Champú o gel de baño de viscosidad moderada | HEC 6K, HEC 15K o HEC 30K | Espuma, reacción a la sal, compatibilidad con fragancias y sensación al aclarar |
| Gel de baño cremoso o detergente líquido | HEC 30K o HEC 50K | Fluidez, bombeabilidad, textura y estabilidad de almacenamiento |
| Limpiador que requiere una mayor adherencia vertical | HEC 50K o HEC 100K | Adherencia, fibrosidad, enjuague superficial y dispensación del envase |
| Gel con alto contenido en agua | HEC 100K | Tiempo de hidratación, liberación de aire, claridad y sensación al tacto |
| Pasta de dientes o higiene bucal | Calidad adaptada a la aplicación específica | Pureza, límites microbianos, sabor, iones, abrasivos y documentación sobre el cuidado bucal |
Estos modelos son orientaciones preliminares, más que recomendaciones definitivas.
Por ejemplo, el Zhiwei HEC 30K es un producto de tipo no iónico destinado a la elaboración de detergentes y fórmulas estables a base de agua. Sus especificaciones publicadas se basan en una solución 1% a 25 °C y indican una viscosidad Brookfield LV de 1.501-2.600 mPa·s. Zhiwei HEC 50K está pensado para aportar mayor viscosidad y cuerpo, mientras que Zhiwei HEC 100K Está pensado para sistemas de carrocería elevada y un mayor soporte de la suspensión.
La etiqueta del modelo nunca debe sustituir a las especificaciones medidas. Los compradores deben comparar la concentración, la temperatura, el instrumento, el husillo, la velocidad, el carácter iónico, el tamaño de las partículas, la humedad, las cenizas y el pH.
Los productos de higiene personal y de higiene bucal también requieren controles de calidad adicionales. El comprador debe comprobar si el grado propuesto cumple los requisitos de pureza, analíticos, de residuos químicos y normativos del mercado al que va destinado.
Un método práctico para elegir entre CMC y HEC
Empieza por la fórmula, en lugar de por el nombre del polímero.
Si se trata de una pasta de dientes convencional con un contenido moderado de electrolitos y el precio es un factor importante, la CMC podría ser la primera opción.
Si la pasta de dientes tiene un alto contenido en minerales, iones multivalentes o ingredientes catiónicos, el HEC o una combinación de CMC y HEC pueden proporcionar una mayor estabilidad.
Si el producto es un champú o un gel de baño transparente con un sistema tensioactivo complejo, el HEC suele ser el punto de partida más práctico.
Si el producto contiene un ingrediente antimicrobiano o acondicionador catiónico, el HEC no iónico suele ser más fácil de evaluar que el CMC aniónico.
Si el objetivo principal de un detergente en polvo o líquido es evitar que la suciedad se vuelva a depositar, el CMC puede ofrecer una función que no se puede evaluar únicamente a partir de la viscosidad.
Si el producto es una loción, una crema o una emulsión solar, el HEC puede contribuir a la viscosidad y la textura de la fase continua, pero el emulsionante y el sistema de estabilidad completo siguen siendo esenciales.
La selección final debe basarse en lotes de laboratorio comparativos. Cada lote debe someterse a ensayo en el momento de su preparación inicial, tras la hidratación completa y tras el almacenamiento.
¿Qué debe incluirse en una prueba de estabilidad?
Una comparación útil entre CMC y HEC debería tener en cuenta más aspectos además de la viscosidad inicial.
| Prueba | Lo que revela |
|---|---|
| Viscosidad inicial y a las 24 horas | Tasa de hidratación y evolución de la viscosidad final |
| Viscosidad a diferentes temperaturas | Sensibilidad a la temperatura y comportamiento de los consumidores |
| Prueba en centrífuga | Indicación temprana de separación o sedimentación |
| Ciclos de congelación-descongelación | Resistencia a los cambios de temperatura durante el transporte y el almacenamiento |
| Almacenamiento a alta temperatura | Cambios acelerados en la viscosidad y el aspecto |
| Control del pH | Estabilidad de los polímeros y de las formulaciones |
| Claridad o turbidez | Compatibilidad con tensioactivos, sales, fragancias y principios activos |
| Ensayos de espuma | Efecto sobre la formación de espuma y el drenaje |
| Pruebas de embalaje | Rendimiento en el bombeo, el exprimido, la pulverización o el vertido |
| Pruebas de exposición a microorganismos | Idoneidad del sistema de conservación |
| Pruebas sensoriales | Sensación de deslizamiento, arrastre, adherencia, residuos y aclarado |
Una fórmula que tenga la viscosidad Brookfield correcta puede seguir fallando porque se vuelve viscosa, atrapa aire, reduce la espuma, obstruye una bomba o se separa durante el almacenamiento.
¿Qué deben preguntar los compradores a un proveedor de HEC?
Una consulta profesional debe incluir el tipo de producto, el sistema tensioactivo, el nivel de sal, el pH, la viscosidad deseada, el grado de transparencia deseado, el método de mezcla, la temperatura de uso y el envase.
El proveedor deberá facilitar una ficha técnica del producto (TDS), una ficha de datos de seguridad (SDS) y un certificado de análisis (COA) del lote actualizados. En el caso de los productos de cuidado personal y de higiene bucal, el comprador deberá solicitar también información sobre la pureza, los límites microbianos, las sustancias residuales, los metales pesados y la conformidad con el uso previsto.
Zhiwei (Jinan) New Materials Co., Ltd. ofrece una selección de productos de grado HEC, muestras, fichas técnicas (TDS), fichas de datos de seguridad (SDS) y documentación de lotes. Su gama HEC abarca viscosidades bajas, medias y altas para formulaciones a base de agua.
El hecho de facilitar la formulación básica real permite al proveedor recomendar un grado de cribado realista, en lugar de seleccionar un modelo basándose únicamente en el valor indicado en la etiqueta.
Preguntas frecuentes
¿Es HEC mejor que CMC?
El HEC no es mejor en todos los casos. A menudo resulta más adecuado en sistemas con alto contenido en electrolitos, catiónicos, transparentes o con tensioactivos complejos. El CMC puede resultar más económico y eficaz para la fijación, la retención de agua, la textura de la pasta de dientes y la prevención de la redeposición en la colada.
¿Se puede sustituir el CMC por HEC en la misma dosis?
Normalmente no. Los dos polímeros presentan diferencias en cuanto a carga, peso molecular, hidratación, reología y compatibilidad. La sustitución debe comenzar con una escala de dosificación y completarse con ensayos de estabilidad.
¿Qué espesante es mejor para la pasta de dientes?
El CMC es adecuado para muchas fórmulas de pasta de dientes convencionales. El HEC puede resultar ventajoso en sistemas con alto contenido en sal o minerales y en fórmulas que contengan principios activos catiónicos. Una mezcla de CMC y HEC puede proporcionar un equilibrio útil.
¿Qué espesante es mejor para el champú?
El HEC suele ser el mejor punto de partida, ya que es no iónico y compatible con muchas combinaciones de tensioactivos. No obstante, es necesario comprobar la transparencia, la formación de espuma, la respuesta a la sal y la sensación al enjuague.
¿Se pueden mezclar el CMC y el HEC?
Sí. Combinarlos permite equilibrar el coste, la reología, la capacidad de fijación, la tolerancia a los electrolitos y la estabilidad de almacenamiento. El orden de mezcla y las proporciones deben determinarse mediante ensayos de laboratorio.
¿Mantiene el HEC en suspensión las partículas insolubles?
El HEC puede ralentizar la sedimentación al aumentar la viscosidad y modificar la reología. La eficacia de la suspensión depende del tamaño de las partículas, la diferencia de densidad, la tensión de fluencia, el perfil de viscosidad y las condiciones de almacenamiento.
¿Es el HEC un emulsionante?
El HEC es principalmente un espesante y un modificador reológico. Puede contribuir a la estabilidad de la emulsión al espesar la fase acuosa, pero normalmente no sustituye a un emulsionante adecuado.
¿El HEC reduce la espuma?
Puede alterar la formación de espuma, el drenaje y la textura, ya que modifica la viscosidad de la fase continua. El resultado depende de la mezcla de tensioactivos y de la dosis de HEC, por lo que es necesario medir la espuma en la fórmula final.
Conclusión
La decisión entre CMC y HEC parte de una diferencia fundamental: el CMC es aniónico, mientras que el HEC es no iónico.
El CMC es un aglutinante, agente de retención de agua y modificador reológico de eficacia probada para pastas dentífricas, mascarillas, detergentes y otros productos a base de agua. Ofrece un rendimiento excelente a un coste asequible cuando el entorno iónico es el adecuado.
El HEC ofrece una mayor compatibilidad en numerosas formulaciones con alto contenido en sal, catiónicas, ricas en tensioactivos y transparentes. Resulta especialmente útil en champús, geles de baño, jabones de manos, lociones, productos de limpieza y geles con alta densidad.
Ninguno de los dos polímeros debe seleccionarse basándose únicamente en el nombre del modelo o en el índice de viscosidad. El equipo de formulación debe tener en cuenta el carácter iónico, la concentración de sal, los tensioactivos, los principios activos, el pH, la transparencia, las propiedades sensoriales, la conservación, el procesamiento y el envasado.
Zhiwei suministra modelos HEC desde el HEC 40 hasta el HEC 150K para diferentes viscosidades y caudales objetivo. Para obtener una recomendación eficaz sobre el tipo de producto, los compradores deben facilitar las condiciones completas de aplicación y comparar las muestras en la formulación real.