Karboksimetyyliselluloosan ominaisuudet, rakenne, synteesi, käyttö



karboksimetyyliselluloosa on yhdiste, joka on johdettu selluloosasta, glukoosin polymeeristä. Se saa myös selluloosakumin tai karmelloosin nimet. Se voi olla natriumsuolan muodossa.

Karboksimetyyliselluloosa on hygroskooppinen ja veteen liukeneva, toisin kuin selluloosa, joka ei liukene veteen. Se on korvannut joitakin ryhmiä -CH2OH glukoosimolekyyleistä, jotka muodostavat selluloosaa ryhmillä -CH2OCH2COOH. Tämä substituutio antaa sen rakenteille ionisia ominaisuuksia.

Mutta mikä on selluloosa? Se on biopolymeeri, joka on muodostettu yksinomaan P-glukoosimolekyyleistä, jotka on kytketty P-1,4-o-glukosidisidoksilla. Selluloosalla on kaava (C6H10O5)n vähintään 2000 arvoa n: lle. Polymeerillä voi olla lineaarinen tai kuiturakenne, joka on vihannesten soluseinän pääainesosa.

Sen kompakti rakenne on veden läpäisemätön ja siksi se ei liukene siihen. Huolimatta siitä, että selluloosa on muodostunut glukoosista, eläimet eivät voi käyttää selluloosaa, koska niillä ei ole sellulaasientsyymiä β1,4-glukosidisidosten rikkomiseksi.

Selluloosaan sitoutunut karboksimetyyliryhmä antaa karboksimetyyliselluloosan pinnalle negatiiviset varaukset. Nämä varaukset mahdollistavat niiden käytön ioninvaihtokromatografiassa, joka toimii kationinvaihtimena, jota käytetään proteiinien puhdistuksessa.

Hydrofiilisen ominaisuutensa vuoksi karboksimetyyliselluloosaa käytetään silmän kuivuuden hoidossa. Samoin tämän ominaisuuden vuoksi sitä on käytetty tällaisten vaippojen ja saniteettituotteiden valmistuksessa. Nämä sovellukset ovat esimerkki valtavasta luettelosta tämän yhdisteen käyttötarkoituksista ja / tai sovelluksista.

indeksi

  • 1 Fysikaaliset ja kemialliset ominaisuudet
    • 1.1 Kaava
    • 1.2 Fyysinen ulkonäkö
    • 1.3 Haju ja maku
    • 1.4 Liukoisuus veteen
    • 1.5 Liukoisuus orgaanisiin liuottimiin
    • 1.6 Hajoamispiste
    • 1.7 Tiheys
    • 1.8 Happamuus
  • 2 Rakenne
  • 3 Yhteenveto
  • 4 Mitä se on (käyttö)
    • 4.1 Ruoka
    • 4.2 Lääketiede
    • 4.3 Rakennusteollisuus
    • 4.4 Pesuaineissa
    • 4.5 Liimat
    • 4.6 Viiniteollisuus
    • 4.7 Paperiteollisuus
    • 4.8 Maatalous
    • 4.9 Kosmetiikka
    • 4.10 Maalaukset
    • 4.11 Muovit
    • 4.12 Keramiikka
    • 4.13 Tekstiiliteollisuus
    • 4.14 Lääketeollisuus
  • 5 Viitteet

Fysikaaliset ja kemialliset ominaisuudet

kaava

RnOCH2-COOH

Fyysinen ulkonäkö

Valkoinen jauhe. Natriumkarboksimetyyliselluloosa: valkoiset tai maitomainen kuituhiukkaset.

Haju ja maku

Innocent ja insipid.

Liukoisuus veteen

Se on liukoinen (20 mg / ml).

Liukoisuus orgaanisiin liuottimiin

Se ei liukene metanoliin, etanoliin, dietyylieetteriin, asetoniin, kloroformiin ja myös bentseeniin.

Hajoamispiste

274 ° C.

tiheys

0,7 - 0,9 g / cm3.

happamuus

Se on samanlainen kuin etikkahappo ja sen dissosiaatiovakio on 5 x 10-5.

rakenne

Ylemmässä kuvassa esitetään karboksimetyyliselluloosan monomeerisen yksikön rakenne. Huomaa, että hydroksyyliryhmien H on substituoitu CH-ryhmillä2COOH; paitsi OH-ryhmän C-3: ssa. Toisin sanoen, kuvan mukaan polymeeriä ei korvata kokonaan.

CH-ryhmät2COOH voidaan deprotonoida ja sitä ympäröi staattinen Na-kationien vetovoima+: CH2COO-na+. Niiden ansiosta karboksimetyyliselluloosa on hyvin liukoinen veteen, koska se kykenee muodostamaan vetysidoksia sen kanssa (CH2COOH-OH2). Tämä on tärkein syy sen merkittävään hydrofiiliseen ja hygroskooppiseen luonteeseen.

Nämä ryhmät ovat myös paljon tilavampia kuin hydroksyyli, niin että polymeerin fysikaalis-kemialliset ominaisuudet muuttuvat suhteessa alkuperäiseen selluloosaan. Sen suuri koko estää sisäisten vety-sidosten muodostumisen, toisin sanoen monomeeriketjujen välillä, jolloin renkaat ovat täysin alttiina vuorovaikutuksille veden kanssa.

Siksi mitä suurempi on OH: n substituutioaste CH: llä2COOH, sitä suurempi on tuloksena olevan selluloosan hydrofiilinen luonne. Mikroskooppisesti tämä ero ei ehkä ole kovin ilmeinen; mutta makroskooppisissa asteikoissa se olisi yhtä suuri kuin se, että pystytään liuottamaan puupakkaus säiliössä vedellä, jos tällaisia ​​substituutioita tapahtui säädöksessä.

synteesi

Jotta saadaan karboksimetyyliselluloosa selluloosakuiduista, noudatetaan Druvacell-menetelmää:

A) Selluloosakuituja käsitellään isopropanolilla ja emäksillä niiden turvotuksen ja hydroksyyliryhmien ionisaation tuottamiseksi.

B) Edellisen käsittelyn selluloosakuidut emäksoidaan edelleen käsittelemällä NaOH: lla seuraavan reaktion mukaisesti:

RceOH + NaOH => RceOH-NaOH

C) NaOH: hun sitoutuneet selluloosakuidut reagoivat sitten natriumkloriasetaatin kanssa, jolloin saadaan natriumkarboksimetyyliselluloosa:

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

COO-ryhmän liitto- selluloosaan, joka on peräisin karboksimetyyliselluloosasta, tekee sen liukoiseksi veteen ja reaktiivisemmaksi.

Mitä se on (käyttö)

Karboksimetyyliselluloosalla on lukuisia käyttötarkoituksia ja sovelluksia sen hydrofiilisen luonteen ja sen kyvyn yhdistää lukuisiin yhdisteisiin. Sen käyttötarkoituksiin kuuluvat seuraavat.

ruoka

-Sitä käytetään sakeutusaineena ja elintarvikkeiden stabilointiaineena. Lisäksi sitä käytetään ravintokuituina ja emulgointiaineina. Sitä käytetään ravistelemaan jäätelöjä, voiteita ja voiteita sekä apuvälineitä geeliä muodostettaessa hyytelöissä ja vanukkaissa..

-Sitä käytetään suspensioaineena hedelmämehuissa ja suojakolloidina majoneesissa. Sitä käytetään myös hedelmien pinnan peittämiseen.

-Koska karboksimetyyliselluloosa ei metaboloidu elimistössä, ihmiset voivat käyttää sitä vähäkalorisessa ruokavaliossa.

lääketiede

-Karboksimetyyliselluloosaratkaisut muodostavat geelejä, joita käytetään sydämen, rintakehän ja sarveiskalvon leikkauksissa.

-Rintakehän toiminnassa keuhkot nidotaan ja päällystetään karboksimetyyliselluloosan liuoksella. Näin vältetään alveolien sisältämät ilmavuodot ja nesteiden tulo keuhkoihin.

-Ortopedian haarassa karboksimetyyliselluloosaa käytetään nivelten voiteluun erityisesti ranteissa, polvissa ja lonkissa. Polymeeriliuos injektoidaan nivelten eroosion, tulehduksen ja mahdollisen ruston tuhoutumisen estämiseksi.

-Sitä käytetään silmien kuivuuden ja ärsytyksen hoitoon. Sitä käytetään myös suoja- aineena silmämunan vahingoittumisen estämiseksi, kuten piilolinssien sijoittamisessa..

-Karboksimetyyliselluloosaa käytetään myös ummetuksen hoidossa, mikä suosii sopivan konsistenssin omaavien ulosteiden muodostumista. Sitä käytetään laksatiivina.

-Karboksimetyyliselluloosa-hepariinin yhdistelmää on käytetty tarttuvuuden ehkäisemiseksi leikkausten aikana.

Rakentaminen

-Se toimii stabiloivana ja hydrofiilisena aineena useimmissa sementtivalmisteissa ja rakennusmateriaaleissa. Parantaa hiekan hajaantumista sementissä, lisää myös sementin tarttumista.

-Sitä käytetään myös osana verhoilupaperien liimoja.

Pesuaineissa

Teollisuuden haara, jolla on ehkä suurin karboksimetyyliselluloosan kulutus, on saippuoiden ja pesuaineiden valmistus. Se toimii estävänä aineena, joka estää rasvojen, jotka on poistettu kankaiden pinnalta pesuaineilla, liittymisestä niihin.

liimat

-Sitä käytetään paperin liimojen valmistukseen, koska se ei värjää sitä, se ei aiheuta hajua ja se on irrotettava. Tämä tekee siitä ihanteellisen käytettäväksi kirjojen tai muiden materiaalien korjaamiseen.

-Se on myös testattu tärkkelyksen ja fenoliformaldehydin seoksissa liimojen valmistamiseksi, jotka mahdollistavat puulevyjen liittämisen.

Viiniteollisuus

Sitä käytetään viinissä olevien viinihappojen saostumisen välttämiseksi.

Paperiteollisuus

-Kalvojen ja kartonkien karboksimetyyliselluloosavalmisteilla päällystäminen vähentää vahojen kulutusta. Se vähentää myös painovärin kulutusta, jolloin pinnat ovat kirkkaampia. Lisäksi paperin pinnalla on suurempi pehmeys ja suurempi vastus rasvoille.

-Karboksimetyyliselluloosa parantaa paperikuitujen välistä sidosta, mikä parantaa niiden värjäystä. Sitä käytetään myös lisädispergointiaineena selluloosamassakuitujen suulakepuristuksessa, mikä estää niiden flokkuloitumisen.

maatalous

Karboksimetyyliselluloosa toimii torjunta-aineiden dispergointiaineena. Lisäksi sitä käytetään liimana hyönteismyrkyn sitomiseksi kasvien lehtien pintaan. Joissakin tapauksissa sitä käytetään apuna joidenkin erittäin saastuttavien lannoitteiden hajoamisessa.

kosmetiikka

Sitä käytetään sakeutusaineena, stabilointiaineena ja kalvonmuodostajana voiteissa, voiteissa, shampoissa ja hiustenhoitotuotteissa. Lisäksi sitä käytetään hampaiden puhdistukseen käytettävien geelien valmistuksessa.

maalauksia

Sitä käytetään öljyihin ja lakkoihin perustuvien maalien valmistuksessa, jotka toimivat sakeutusaineena ja pigmenttien dispergointiaineena nesteissä.

muovi

Sitä käytetään lateksin viskositeetin lisäämiseen.

keramiikka

Sitä käytetään posliinin kappaleiden liittämiseen, koska karboksimetyyliselluloosaratkaisut ovat peräisin, kun paistetaan muutamia tuhkaa.

Tekstiiliteollisuus

-Sitä käytetään raakamuodossa kankaiden muodonmuutoksen välttämiseksi. Pesuloissa käytetään karboksimetyyliselluloosaa yhdessä tärkkelyksen kanssa. Sitä käytetään myös kankaiden viimeistelyssä. Valmistuksen aikana kankaat kyllästetään karboksimetyyliselluloosalla ja käsitellään sitten hapolla ja lämmöllä.

-Sitä käytetään kankaiden painamiseen ja tekstiilimaalien ja -lakkojen sakeutusaineena.

Lääketeollisuus

-Karboksimetyyliselluloosaa käytetään lääkeainetablettien päällystämiseen. Polymeeri ei liukene mahan happamiin olosuhteisiin, mutta liukenee ohutsuoleen, jossa terapeuttiset aineet imeytyvät.

-Sitä käytetään myös geelinmuodostajina, lääkkeiden kantajina voiteiden muodossa. Lisäksi sitä käytetään stabilointiaineena suspensioissa ja emulsioissa. Sitä käytetään bioadhesiivisena tabletteina, jotka sitoutuvat kehon limaan.

viittaukset

  1. Sidley Chemical. (2018). Natriumkarboksimetyyliselluloosan ominaisuudet. Haettu osoitteesta celluloseether.com
  2. Wikipedia. (2018). Karboksimetyyliselluloosa. Haettu osoitteesta: en.wikipedia.org
  3. QuimiNet. (11. lokakuuta 2006). Karboksimetyyliselluloosan erilaiset sovellukset. Haettu osoitteesta: quiminet.com
  4. Gamboni J. & col. (N.D.). Selluloosa-karboksimetylointimenetelmän optimointi sokeriruo'on rasvasta. [PDF]. Haettu osoitteesta: aaiq.org.ar
  5. Karboksimetyyliselluloosi-hepariini-yhdistelmä kirurgisten tarttuvuuksien ehkäisemiseksi. (2017) Journal of surgical research 213: 222-233.