Karboksymetylcelluloseegenskaper, struktur, syntese, bruk



den natriumkarboksymetylcellulose er en forbindelse avledet fra cellulose, en polymer av glukose. Det mottar også navnene på cellulose gummi eller karmellose. Det kan være i form av et natriumsalt.

Karboksymetylcellulose er hygroskopisk og løselig i vann, i motsetning til cellulose, som er uoppløselig i vann. Det har erstattet noen grupper -CH2OH av glukose molekylene som danner cellulose av grupper -CH2OCH2COOH. Denne substitusjonen gir ioniske egenskaper til sin struktur.

Men hva er cellulose? Det er en biopolymer dannet utelukkende av β-glukose molekyler, koblet av p-1,4-o-glukosidbindinger. Cellulose har formelen (C6H10O5)n med en minimumsverdi på 2000 for n. Polymeren kan ha en lineær eller fibrøs struktur, som er hovedbestanddelen av cellevegget av grønnsaker.

Den kompakte strukturen er ugjennomtrengelig av vann og er derfor uoppløselig i den. Til tross for å være dannet av glukose, kan cellulose ikke brukes av dyr, siden de mangler cellulase-enzymet for å bryte de p-1,4-glukosidiske bindinger.

Karboksymetylgruppen bundet til cellulosen gir karboksymetylcellulosen en overflate med negative ladninger. Disse ladningene tillater deres bruk i teknikken for ionbytterkromatografi, som virker som en kationbytter anvendt ved rensing av proteiner.

På grunn av sin hydrofile egenskap, brukes karboksymetylcellulose til behandling av okulær tørrhet. På samme måte, på grunn av denne egenskapen, har den blitt brukt til fremstilling av bleier og sanitære produkter av denne typen. Disse applikasjonene fungerer som et eksempel på den enorme listen over bruksområder og / eller applikasjoner som denne forbindelsen har.

index

  • 1 Fysiske og kjemiske egenskaper
    • 1.1 Formel
    • 1.2 Fysisk utseende
    • 1.3 lukt og smak
    • 1.4 Løselighet i vann
    • 1,5 Løselighet i organiske løsningsmidler
    • 1,6 Nedbrytningspunkt
    • 1,7 tetthet
    • 1,8 surhet
  • 2 struktur
  • 3 Sammendrag
  • 4 Hva er det for (bruker)
    • 4,1 mat
    • 4.2 Medisin
    • 4.3 Byggebransjen
    • 4.4 i vaskemidler
    • 4.5 Lim
    • 4.6 Vinindustri
    • 4.7 Papirindustri
    • 4.8 Jordbruk
    • 4.9 Kosmetikk
    • 4.10 Malerier
    • 4.11 Plast
    • 4.12 Keramikk
    • 4.13 Tekstilindustri
    • 4.14 Farmasøytisk industri
  • 5 referanser

Fysiske og kjemiske egenskaper

formel

RnOCH2-COOH

Fysisk utseende

Hvitt pulver. Natriumkarboksymetylcellulose: hvite eller melkefiberpartikler.

Lukt og smak

Innocent og insipid.

Løselighet i vann

Det er løselig (20 mg / ml).

Løselighet i organiske løsningsmidler

Det er uoppløselig i metanol, etanol, dietyleter, aceton, kloroform og også i benzen.

Nedbrytningspunkt

274 ° C.

tetthet

0,7 - 0,9 g / cm3.

surt

Det ligner eddiksyre og dissosiasjonskonstanten er 5 x 10-5.

struktur

I det øvre bildet er strukturen av en monomer enhet av karboksymetylcellulose vist. Merk at H av hydroksylgruppene er substituert med CH-gruppene2COOH; bortsett fra det for OH-gruppen i C-3. Det er, ifølge bildet, er polymeren ikke helt erstattet.

CH-grupper2COOH kan deprotoneres og omgis av elektrostatisk tiltrekning av Na kationer+: CH2COO-na+. Det er takket være dem at karboksymetylcellulose er meget løselig i vann, siden det er i stand til å danne hydrogenbindinger med det (CH2COOH-OH2). Dette er hovedårsaken til den merkede hydrofile og hygroskopiske karakteren.

Også disse gruppene er mye mer voluminøse enn hydroksylet, slik at de fysisk-kjemiske egenskapene til polymeren forandrer seg i forhold til den opprinnelige cellulose. Den store størrelsen forhindrer dannelsen av interne hydrogenbindinger, det vil si mellom monomerkjedene, slik at ringene blir fullt utsatt for vekselvirkning med vann.

Derfor er jo større graden av substitusjon av OH ved CH2COOH, desto større er den hydrofile karakteren av den resulterende cellulose. Mikroskopisk kan denne forskjellen ikke være veldig åpenbar; men i makroskopiske skalaer ville det være like å kunne oppløse en blokk av tre i en beholder med vann dersom slike substitusjoner skjedde i handlingen.

syntese

For å oppnå karboksymetylcellulose, fra cellulosefibre, følges Druvacell-prosedyren:

A) Cellulosefibrene blir behandlet med isopropanol og alkalier for å produsere deres hevelse og ioniseringen av hydroksylgrupper.

B) Cellulosefibrene fra den foregående behandling blir ytterligere alkalisert ved behandling med NaOH i henhold til følgende reaksjon:

RceOH + NaOH => RceOH ∙ NaOH

C) Cellulosefibrene bundet til NaOH, reagerer deretter med natriumkloracetat for derved å fremstille natriumkarboksymetylcellulosen:

RceOH ∙ NaOH + ClCH2COO-Na => RceOCH2COO-na+    +    NaCl + H2O

Sammenslutningen av COO-gruppen- å cellulose for å oppnå karboksymetylcellulose gjør det løselig i vann og mer reaktivt.

Hva er det for (bruker)

Karboksymetylcellulose har mange anvendelser og anvendelser på grunn av sin hydrofile karakter og dets evne til å bli kombinert med mange forbindelser. Blant bruken er følgende.

mat

-Det brukes som et fortykningsmiddel og stabilisator av mat. I tillegg er den brukt som kostfiber og emulgator. Den brukes i riste av iskrem, kremer og kremer, samt hjelpemiddel i dannelsen av geler i gelé og puddinger.

-Den brukes som et suspensjonsmiddel i fruktjuice og som et beskyttende kolloid i majones. Det brukes også til å dekke overflaten av frukt.

-Fordi karboksymetylcellulose ikke metaboliseres av kroppen, kan den brukes av personer med lavt kaloriinnhold.

medisin

-Karboksymetylcelluloseoppløsninger danner geler som brukes i hjerte-, thorax- og hornhinnenoperasjoner.

-I operasjonen av thoraxen blir lungene stiftet og belagt med en oppløsning av karboksymetylcellulose. Dette for å unngå luftlekkasjer som finnes i alveolene og inngangen til væsker til lungene.

-I ortopediens gren brukes karboksymetylcellulose i smøring av leddene, særlig i håndleddene, knær og hofter. Polymeroppløsningen injiseres i leddene for å forhindre erosjon, betennelse og mulig ødeleggelse av brusk.

-Det brukes til behandling av øynene og irritasjon. Det brukes også som beskyttelsesmiddel for å forhindre skade på øyebollet, slik som det kan oppstå ved plassering av kontaktlinser..

-Karboksymetylcellulose brukes også til behandling av forstoppelse, som favoriserer dannelsen av avføring med riktig konsistens. Det brukes som avføringsmiddel.

-En kombinasjon av karboksymetylcellulose-heparin har blitt brukt for adhesjonsforebygging under operasjoner.

Byggebransjen

-Det fungerer som et stabiliserende og hydrofilt middel i de fleste sementpreparater og byggematerialer. Forbedrer dispersjonen av sand i sement, øker også limens virkninger av sement.

-Den brukes også som en del av limene på polstrede papirer.

I vaskemidler

Bransjen som har det høyeste forbruket av karboksymetylcellulose er i produksjonen av såper og vaskemidler. Det virker som et inhiberende middel som hindrer fett, fjernet fra overflaten av stoffer med vaskemidler, fra å bli med dem.

lim

-Det brukes til fremstilling av lim for papir, siden det ikke smelter det, gir det ikke lukt og det er flyttbart. Dette gjør det ideelt for bruk i reparasjon av bøker eller annet materiale.

-Det har også blitt testet i blandinger med stivelse og fenolformaldehyd for fremstilling av lim som tillater sammenføring av treplater.

Vinindustri

Det brukes til å unngå nedbør av vinsjene som er tilstede i vinen.

Papirindustri

-Belegget med karboksymetylcellulosepreparater av vokspapir og kartonger reduserer forbruket av voks. Det reduserer også forbruket av trykkfarger, noe som resulterer i overflater med høyere lysstyrke. I tillegg har overflaten av papiret større mykhet og større motstand mot fett.

-Karboksymetylcellulose forbedrer bindingen mellom papirfibrene, forbedrer fargen. Den brukes også som et hjelpedispersant i ekstrudering av cellulosemassefibre, som forhindrer flokkulering av dem.

jordbruk

Karboksymetylcellulose virker som et dispergeringsmiddel for pesticider. I tillegg er det brukt som lim for å binde insektmiddelet til overflaten av plantens blader. Ved noen anledninger brukes den som et hjelpemiddel i nedbrytningen av noen svært forurensende gjødsel.

kosmetikk

Det brukes som et fortykningsmiddel, stabilisator og filmformer i kremer, lotioner, sjampo og hårpleieprodukter. I tillegg brukes den til fremstilling av geler til bruk i tannrengjøring.

malerier

Den brukes til fremstilling av malinger basert på oljer og lakker, som virker som et fortykningsmiddel og dispergeringsmiddel av pigmenter i væsker.

plast

Det brukes til å øke viskositeten til latex.

keramikk

Det er vant til å bli med porselen, siden karboksymetylcellulose-oppløsningen stammer fra baking av få aske.

Tekstilindustri

-Den brukes i råform for å unngå deformering av stoffene. Karboksymetylcellulose, i kombinasjon med stivelse, brukes i vaskerier. Det brukes også i ferdigbehandling av tekstiler. Under fremstillingen impregneres stoffene med karboksymetylcellulose og deretter behandles med syre og varme.

-Den brukes i trykking av stoffer, samarbeider som et fortykningsmiddel av tekstilmaling og lakk.

Farmasøytisk industri

-Karboksymetylcellulose brukes i belegget av medikamenttabletter. Polymeren er uoppløselig i magesyreforhold, men oppløselig i tynntarmen, hvor de terapeutiske midler absorberes.

-Det brukes også som gelformere, bærere av medisiner i form av salver. I tillegg er den brukt som et stabiliseringsmiddel i suspensjoner og emulsjoner. Det brukes som en bioadhesiv i tabletter som binder seg til kroppsslim.

referanser

  1. Sidley Chemical. (2018). Egenskaper av natriumkarboksymetylcellulose. Hentet fra: celluloseether.com
  2. Wikipedia. (2018). Karboksymetylcellulose. Hentet fra: en.wikipedia.org
  3. QuimiNet. (11. oktober 2006). De forskjellige anvendelsene av karboksymetylcellulose. Hentet fra: quiminet.com
  4. Gamboni J. & col. (N.d.). Optimalisering av cellulosekarboksymetyleringsprosessen fra sukkerrør bagasse. [PDF]. Hentet fra: aaiq.org.ar
  5. En karboksymetylellulose-heparin-kombinasjon for forebygging av kirurgiske adhesjoner. (2017) Journal of kirurgisk forskning 213: 222-233.