Karakteristike karboksimetilceluloze, struktura, sinteza, primjene



karboksimetilceluloza "Heteroaril" je spoj dobiven iz celuloze, polimera glukoze. Ona također prima nazive celulozne gume ili karmeloze. Može biti u obliku natrijeve soli.

Karboksimetilceluloza je higroskopna i topljiva u vodi, za razliku od celuloze koja je netopljiva u vodi. Zamijenio je neke skupine -CH2OH od molekula glukoze koje formiraju celulozu u skupinama -CH2OCH2COOH. Ova supstitucija daje ionskim svojstvima strukturu.

Ali što je celuloza? To je biopolimer formiran isključivo od β-glukoznih molekula, povezanih s β-1,4-o-glukozidnim vezama. Celuloza ima formulu (C6H10O5)n s minimalnom vrijednošću od 2000 za n. Polimer može imati linearnu ili vlaknastu strukturu, budući da je glavni sastojak stanične stijenke povrća.

Njegova kompaktna struktura je nepropusna za vodu i stoga je netopiva u njoj. Unatoč tome što je formirana glukozom, životinje ne mogu koristiti celulozu jer im nedostaje enzim celulaza za razbijanje β1,4-glukozidnih veza..

Karboksimetilna skupina vezana na celulozu daje površinu karboksimetilceluloze s negativnim nabojem. Ove naboje dopuštaju njihovu primjenu u tehnici kromatografije ionske izmjene, koja funkcionira kao kationski izmjenjivač koji se koristi u pročišćavanju proteina.

Zbog svog hidrofilnog svojstva, karboksimetilceluloza se koristi u liječenju očne suhoće. Isto tako, zbog tog svojstva, koristi se u proizvodnji pelena i sanitarnih proizvoda ove vrste. Ove aplikacije služe kao primjer ogromnog popisa primjena i / ili aplikacija koje ovaj spoj ima.

indeks

  • 1 Fizikalne i kemijske značajke
    • 1.1 Formula
    • 1.2 Fizički izgled
    • 1.3 Miris i okus
    • 1.4 Topljivost u vodi
    • 1.5 Topljivost u organskim otapalima
    • 1.6 Točka razgradnje
    • 1.7 Gustoća
    • 1.8 Kiselost
  • 2 Struktura
  • 3 Sažetak
  • 4 Što je to (koristi)
    • 4.1 Hrana
    • 4.2 Medicina
    • 4.3 Građevinarstvo
    • 4.4 U deterdžentima
    • 4.5 Ljepila
    • 4.6 Vinska industrija
    • 4.7 Industrija papira
    • 4.8 Poljoprivreda
    • 4.9 Kozmetika
    • 4.10 Slike
    • 4.11 Plastika
    • 4.12 Keramika
    • 4.13 Tekstilna industrija
    • 4.14 Farmaceutska industrija
  • 5 Reference

Fizičke i kemijske značajke

formula

RnOCH2-COOH

Fizički izgled

Bijeli prah. Natrijeva karboksimetilceluloza: bijele ili mliječne vlaknaste čestice.

Miris i okus

Nevini i bezdušni.

Topljivost u vodi

Topljiv je (20 mg / mL).

Topljivost u organskim otapalima

Netopljiv je u metanolu, etanolu, dietil eteru, acetonu, kloroformu i također u benzenu.

Točka razgradnje

274 ° C.

gustoća

0,7 - 0,9 g / cm3.

jetkost

On je sličan octenoj kiselini i njena konstanta disocijacije je 5 x 10-5.

struktura

U gornjoj slici prikazana je struktura monomerne jedinice karboksimetilceluloze. Treba primijetiti da su H hidroksilnih skupina supstituirane s CH skupinama2COOH; osim one iz skupine OH u C-3. To jest, prema slici, polimer nije u potpunosti zamijenjen.

CH skupine2COOH se može deprotonirati i okružiti elektrostatičkim privlačenjem Na kationa+: CH2COO-na+. Zahvaljujući njima karboksimetilceluloza je vrlo topljiva u vodi, jer je sposobna s njom stvoriti vodikove veze (CH)2COOH -OH2). To je glavni uzrok izrazitog hidrofilnog i higroskopnog karaktera.

Također, ove skupine su mnogo voluminoznije od hidroksila, tako da se fizikalno-kemijska svojstva polimera mijenjaju s obzirom na izvornu celulozu. Njegova velika veličina sprječava stvaranje unutarnjih vodikovih veza, tj. Između lanaca monomera, pri čemu prstenovi ostaju potpuno izloženi interakcijama s vodom.

Stoga, što je stupanj supstitucije OH s CH veća2COOH, veći je hidrofilni karakter dobivene celuloze. Mikroskopski, ova razlika možda nije vrlo očita; ali u makroskopskim skalama, bilo bi jednako mogućnosti rastvaranja bloka drva u posudi s vodom ako su se takve zamjene dogodile u činu.

sinteza

Za dobivanje karboksimetilceluloze iz celuloznih vlakana slijedi postupak Druvacell:

A) Celulozna vlakna su obrađena izopropanolom i alkalijama kako bi se proizvela njihova bubrenja i ionizacija hidroksilnih skupina.

B) Celulozna vlakna prethodne obrade se dalje alkaliziraju obradom s NaOH, prema sljedećoj reakciji:

RcOH + NaOH => RcOHHNaOH

C) Celulozna vlakna vezana za NaOH zatim reagiraju s natrijevim kloracetatom, čime se dobiva natrijeva karboksimetilceluloza:

RcOHOH NaOH + ClCH2COO-Na => RceOCH2COO-na+    +    NaCl + H2O

Zajednica COO grupe- u celulozu da bi se dobio karboksimetilceluloza, čini ga topljivim u vodi i više reaktivnim.

Što je to (koristi)

Karboksimetilceluloza ima brojne primjene i primjene zbog svog hidrofilnog karaktera i njegove sposobnosti da se kombinira s brojnim spojevima. Među njegovim uporabama su sljedeće.

hrana

-Koristi se kao zgušnjivač i stabilizator hrane. Osim toga, koristi se kao dijetalna vlakna i emulgator. Koristi se u trešnjama sladoleda, krema i krema, kao i pomoćnih u formiranju gelova u želeu i pudingu.

-Koristi se kao suspenzijsko sredstvo u voćnim sokovima i kao zaštitni koloid u majonezi. Također se koristi za pokrivanje površine plodova.

-Zbog toga što se karboksimetilceluloza ne metabolizira u tijelu, može ga koristiti osoba koja je na niskoj.

medicina

-Otopine karboksimetilceluloze stvaraju gelove koji se koriste u operacijama srca, torakala i rožnice.

-U operacijama prsnog koša, pluća su spajana i obložena otopinom karboksimetilceluloze. Time se izbjegava propuštanje zraka u alveolama i ulazak tekućina u pluća.

-U području ortopedije, karboksimetilceluloza se koristi u podmazivanju zglobova, osobito u zglobovima, koljenima i kukovima. Otopina polimera se ubrizgava u zglobove kako bi se spriječila erozija, upala i moguće uništenje hrskavice.

-Koristi se u liječenju suhoće i iritacije očiju. Također se koristi kao zaštitno sredstvo za sprečavanje oštećenja očne jabučice, kao što se može dogoditi kod postavljanja kontaktnih leća..

-Karboksimetilceluloza se također koristi u liječenju konstipacije, favorizirajući stvaranje stolice s odgovarajućom konzistencijom. Koristi se kao laksativ.

-Kombinacija karboksimetilceluloze-heparina korištena je za prevenciju adhezije tijekom operacija.

Građevinska industrija

-Djeluje kao stabilizirajuće i hidrofilno sredstvo u većini cementnih preparata i građevinskih materijala. Poboljšava disperziju pijeska u cementu, također povećava adhezivno djelovanje cementa.

-Također se koristi kao dio ljepila tapetarskih papira.

U deterdžentima

Grana industrije koja možda ima najveću potrošnju karboksimetilceluloze je u proizvodnji sapuna i deterdženata. Djeluje kao inhibirajuće sredstvo koje sprečava da se masti, uklonjene s površine tkanina pomoću detergenata, spajaju.

ljepila

-Upotrebljava se u proizvodnji ljepila za papir, budući da je ne mrlja, ne emitira miris i može se ukloniti. To ga čini idealnim za popravak knjiga ili drugih materijala.

-Također je testiran u mješavinama sa škrobom i fenolnim formaldehidom za pripremu ljepila koje omogućuju spajanje drvenih ploča.

Vinska industrija

Koristi se za izbjegavanje taloženja vinske soli prisutnih u vinu.

Papirna industrija

-Premaz karboksimetilceluloznim preparatima voskastih papira i kartona smanjuje potrošnju voskova. Također smanjuje potrošnju tinte koja rezultira površinama veće svjetline. Osim toga, površina papira ima veću mekoću i veću otpornost na masti.

-Karboksimetilceluloza poboljšava vezu između papirnih vlakana, poboljšavajući njihovu boju. Također se koristi kao pomoćno sredstvo za disperziju u ekstruziji vlakana celulozne pulpe, sprečavajući njihovu flokulaciju..

poljoprivreda

Karboksimetilceluloza djeluje kao sredstvo za raspršivanje pesticida. Osim toga, koristi se kao ljepilo za vezanje insekticida na površinu lišća biljaka. U nekim se slučajevima koristi kao pomoć u razgradnji nekih vrlo gnojiva koja zagađuju okoliš.

kozmetika

Koristi se kao sredstvo za zgušnjavanje, stabilizator i film u kremama, losionima, šamponima i proizvodima za njegu kose. Osim toga, koristi se u pripremi gelova za čišćenje zubi.

slike

Koristi se u proizvodnji boja na bazi ulja i lakova, djeluje kao sredstvo za zgušnjavanje i dispergiranje pigmenata u tekućinama.

plastika

Koristi se za povećanje viskoznosti lateksa.

keramika

Koristi se za spajanje komada porculana, budući da otopine karboksimetilceluloze nastaju pri pečenju nekoliko pepela.

Tekstilna industrija

-Koristi se u sirovom obliku kako bi se izbjegla deformacija tkanina. Karboksimetilceluloza, u kombinaciji sa škrobom, koristi se u praonicama. Također se koristi u završnoj obradi tkanina. Tijekom proizvodnje tkanine se impregniraju karboksimetilcelulozom, a zatim obrade kiselinom i toplinom.

-Koristi se u tiskanju tkanina, surađujući kao sredstvo za zgušnjavanje tekstilnih boja i lakova.

Farmaceutska industrija

-Karboksimetilceluloza se koristi u oblaganju tableta lijeka. Polimer je netopljiv u kiselim uvjetima u želucu, ali topljiv u tankom crijevu, gdje se terapeutska sredstva apsorbiraju.

-Također se koristi kao gel formeri, nositelji lijekova u obliku masti. Osim toga, koristi se kao sredstvo za stabilizaciju u suspenzijama i emulzijama. Koristi se kao bioadheziv u tabletama koje se vežu za sluznicu tijela.

reference

  1. Sidley Chemical. (2018.). Svojstva natrijeve karboksimetil celuloze. Preuzeto s: celluloseether.com
  2. Wikipedia. (2018.). Karboksimetilceluloza. Preuzeto s: en.wikipedia.org
  3. QuimiNet. (11. listopada 2006.) Različite primjene karboksimetilceluloze. Preuzeto s: quiminet.com
  4. Gamboni J. & col. (N. D.). Optimizacija procesa celuloznog karboksimetiliranja iz šećerne trske. [PDF]. Preuzeto s: aaiq.org.ar
  5. Kombinacija karboksimetil-celuloza-heparin za prevenciju kirurških adhezija. (2017) Journal of surgical research 213: 222-233.