Cellulosen und andere Polysaccharide wie zum Beispiel Xanthan gehören zur Gruppe der polymeren, feste Rheologieadditive, die in wässrigen Systemen eingesetzt werden können. Neben der Verwendung als Verdicker werden sie zu unterschiedlichsten Zwecken verwendet, wie zum Beispiel als Binde- und Dispergiermittel, Wasserrückhaltemittel, Schutzkolloid sowie als Stabilisator und Emulgator.
Cellulosen können aus Zellstoff gewonnen und auf verschiedene Weise chemisch zu Cellolosederivaten modifiziert werden, was einen Einfluss auf Parameter wie Molekulargewicht, Substitutionsgrad, Menge an OHGruppen und hydrophobe Anteile hat. Die Art der chemischen Modifikation dieser Cellulosederivate geschieht abhängig von der späteren Anwendung. Typische Beispiele für solche Derivate sind Celluloseether wie Methylcellulose (MC), Hydroxyethylcellulose (HEC), Hydroxypropylcellulose (HPC) und Carboxymethylcellulose (CMC).
Die in Pulverform vorliegenden Produkte werden unter Rühren in Wasser eingearbeitet. Abhängig von der Temperatur, den Scherkräften, den Rührbedingungen und dem pH-Wert lassen sich die Produkte unterschiedlich schnell homogen aufschließen, wobei ein vollständiger Aufschluss auch bis zu mehreren Stunden dauern kann. Um einen möglichst homogenen, klumpenfreien Aufschluss zu gewährleisten, werden unter den Cellulosederivaten auch anquellverzögerte Typen angeboten.
Die rheologischen Eigenschaften von Polysacchariden bzw. deren Derivaten werden durch das Molekulargewicht und die chemische Modifikation stark beeinflusst. So nimmt beispielsweise mit steigendem Molekulargewicht der Verdickungseffekt (pseudoplastisches Fließverhalten) deutlich zu, wobei neben der Rheologie auch andere Produkteigenschaften (z.B. das Wasserrückhaltevermögen) verändert werden. Die rheologische Wirksamkeit der Polysaccharide baut sich sowohl über Van-der-Waals-Wechselwirkungen als auch über Verschlaufungen und Wasserstoffbrückenbindungen auf. Aufgrund ihres hohen Anteils an Hydroxylgruppen zeichnen sich Cellulosen durch ein besonders gutes Wasserrückhaltevermögen aus, andererseits wird die Wasserbeständigkeit verschlechtert. Durch den Einbau unpolarer Gruppen lassen sich hydrophobere Typen herstellen, mit denen sich zum einen dieser Nachteil ausgleichen und zum anderen durch zusätzliche assoziative Wechselwirkungen das Applikationsverhalten, zum Beispiel der Streichwiderstand, verbessern lässt. Ein weiterer Vorteil der Polysaccharide ist ihre Wirksamkeit über einen breiten pH-Bereich, weshalb sie häufig in Kombination mit anderen Rheologieadditiven eingesetzt werden. Eine Limitierung dieser Produktklasse stellt ihre Anfälligkeit gegenüber Verkeimungen dar, weshalb die Konservierung besonderer Beachtung bedarf.
