Karboximetylcellulosa egenskaper, struktur, syntes, användningar



den karboximetylcellulosa är en förening härledd från cellulosa, en polymer av glukos. Det får också namnen på cellulosagummit eller karmellosen. Det kan vara i form av ett natriumsalt.

Karboximetylcellulosa är hygroskopisk och löslig i vatten, till skillnad från cellulosa, vilket är olösligt i vatten. Det har ersatt några grupper -CH2OH av glukosmolekylerna som bildar cellulosa av grupper -CH2OCH2COOH. Denna substitution ger joniska egenskaper till dess struktur.

Men vad är cellulosa? Det är en biopolymer som uteslutande bildas av p-glukosmolekyler, kopplad av p-1,4-o-glukosidbindningar. Cellulosa har formeln (C6H10O5)n med ett lägsta värde av 2000 för n. Polymeren kan ha en linjär eller fibrös struktur, som är huvudbeståndsdelen av cellväggen av grönsaker.

Den kompakta strukturen är ogenomtränglig av vatten och är därför olöslig i den. Trots att bildas av glukos, kan cellulosa inte användas av djur, eftersom de saknar enzymet cellulas för att bryta bindningarna β1,4-glukosid.

Karboximetylgruppen bundet till cellulosa ger karboximetylcellulosen en yta med negativa laddningar. Dessa laddningar tillåter deras användning i tekniken för jonbyteskromatografi, som fungerar som en katjonbytare som används vid rening av proteiner.

På grund av sin hydrofila egenskap används karboximetylcellulosa vid behandling av okulär torrhet. På samma sätt har den på grund av den här egenskapen använts vid tillverkning av blöjor och sanitetsprodukter av denna typ. Dessa applikationer fungerar som ett exempel på den enorma listan över användningar och / eller applikationer som denna förening har.

index

  • 1 Fysikaliska och kemiska egenskaper
    • 1.1 Formel
    • 1.2 Fysisk utseende
    • 1.3 Lukt och smak
    • 1.4 Löslighet i vatten
    • 1,5 Löslighet i organiska lösningsmedel
    • 1,6 Nedbrytningspunkt
    • 1,7 Densitet
    • 1,8 surhet
  • 2 struktur
  • 3 sammanfattning
  • 4 Vad är det för (användningar)
    • 4,1 mat
    • 4.2 Medicin
    • 4.3 Byggindustrin
    • 4.4 I tvättmedel
    • 4.5 Lim
    • 4.6 Vinindustrin
    • 4.7 Pappersindustrin
    • 4.8 Jordbruk
    • 4.9 Kosmetika
    • 4.10 Målningar
    • 4.11 Plast
    • 4,12 Keramik
    • 4.13 Textilindustrin
    • 4.14 Läkemedelsindustrin
  • 5 referenser

Fysikaliska och kemiska egenskaper

formeln

RnOCH2-COOH

Fysiskt utseende

Vitt pulver. Natriumkarboximetylcellulosa: vita eller mjölkiga fibrösa partiklar.

Lukt och smak

Oskyldig och obetydlig.

Löslighet i vatten

Det är lösligt (20 mg / ml).

Löslighet i organiska lösningsmedel

Det är olösligt i metanol, etanol, dietyleter, aceton, kloroform och även i bensen.

Nedbrytningspunkt

274 ° C.

densitet

0,7 - 0,9 g / cm3.

syrlighet

Det liknar ättiksyra och dess dissociationskonstant är 5 x 10-5.

struktur

I den övre bilden visas strukturen hos en monomer enhet av karboximetylcellulosa. Observera att hydroxylgruppernas H är substituerad med CH-grupperna2COOH; förutom den för OH-gruppen i C-3. Det vill säga, enligt bilden, är polymeren inte helt ersatt.

CH-grupper2COOH kan deprotoneras och omges av elektrostatisk attraktion av Na-katjoner+: CH2COO-na+. Det är tack vare dem att karboximetylcellulosa är mycket lösligt i vatten, eftersom det kan bilda vätebindningar med det (CH2COOH-OH2). Detta är huvudorsaken till dess markerade hydrofila och hygroskopiska karaktär.

Dessa grupper är också mycket mer voluminösa än hydroxylen, så att polymerens fysikalisk-kemiska egenskaper förändras med avseende på den ursprungliga cellulosa. Dess stora storlek förhindrar bildandet av inre vätebindningar, det vill säga mellan monomerkedjorna, vilket lämnar ringarna fullständigt utsatta för interaktioner med vatten.

Därför är ju större graden av substitution av OH med CH2COOH, desto större är den hydrofila karaktären hos den resulterande cellulosa. Mikroskopiskt kan denna skillnad inte vara mycket uppenbar; men i makroskopiska vågar skulle det vara lika att kunna lösa ett träblock i en behållare med vatten om sådana substitutioner inträffade i akten.

syntes

För att erhålla karboximetylcellulosa, från cellulosafibrer, följs Druvacell-förfarandet:

A) Cellulosafibrerna behandlas med isopropanol och alkalier för att producera deras svullnad och jonisering av hydroxylgrupper.

B) Cellulosafibrerna från den tidigare behandlingen alkaliseras vidare genom behandling med NaOH enligt följande reaktion:

RceOH + NaOH => RceOH ∙ NaOH

C) Cellulosafibrerna bundna till NaOH reagera sedan med natriumkloracetat för att därigenom producera natriumkarboximetylcellulosa:

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

Sammanslutningen av COO-gruppen- att cellulosa för att härleda karboximetylcellulosa gör det lösligt i vatten och mer reaktivt.

Vad är det för (användningar)

Karboximetylcellulosa har många användningar och tillämpningar på grund av dess hydrofila karaktär och dess förmåga att kombineras med många föreningar. Bland dess användningsområden är följande.

mat

-Den används som förtjockningsmedel och stabilisator av mat. Dessutom används den som kostfiber och emulgeringsmedel. Den används i skakning av glass, krämer och krämer, liksom hjälp vid bildandet av geler i gelé och puddingar.

-Det används som ett suspensionsmedel i fruktjuicer och som skyddskolloid i majonnäs. Det används också för att täcka ytan av frukter.

-Eftersom karboximetylcellulosa inte metaboliseras av kroppen kan den användas av personer med lågt kaloriinnehåll.

medicin

-Karboximetylcellulosa lösningar bildar geler som används i hjärt-, bröst- och hornhinnesoperationer.

-I bröstkorgets verksamhet staplas lungorna och belägges med en lösning av karboximetylcellulosa. Detta för att undvika luftläckor som finns i alveolerna och ingången av vätskor till lungorna.

-I den gren av ortopedi, är karboximetylcellulosa används vid smörjning av leder, särskilt i handleder, knän och höfter. Polymerlösningen injiceras i lederna för att förhindra erosion, inflammation och eventuellt bruskbrott.

-Det används vid behandling av ögontørrhet och irritation. Det används också som skyddande medel för att förhindra skador på ögonlocket, som kan uppstå vid placering av kontaktlinser..

-Karboximetylcellulosa används också vid behandling av förstoppning, vilket gynnar bildandet av avföring med lämplig konsistens. Den används som laxermedel.

-En kombination av karboximetylcellulosa-heparin har använts för adhesionsprevention under operationer.

Byggindustrin

-Det fungerar som ett stabiliserande och hydrofilt medel i de flesta cementpreparat och byggmaterial. Förbättrar dispersionen av sand i cement, ökar också limhäftningen av cement.

-Det används också som en del av klisterna på stopppapper.

I tvättmedel

Branschgren som kanske har den högsta konsumtionen av karboximetylcellulosa är vid framställning av tvål och tvättmedel. Det verkar som ett hämmande medel som förhindrar fett, avlägsnas från ytan av tyger genom tvättmedel, från att gå ihop med dem.

lim

-Det används vid tillverkning av lim för papper, eftersom det inte fläckar det, det avger inte lukt och det är avtagbart. Detta gör den idealisk för användning vid reparation av böcker eller annat material.

-Det har också testats i blandningar med stärkelse och fenolformaldehyd för framställning av lim som möjliggör sammansättning av träplåtar.

Vinindustrin

Det används för att undvika utfällning av vinsyra närvarande i vinet.

Pappersindustrin

-Beläggningen med karboximetylcellulosa beredningar av vaxpapper och kartonger minskar konsumtionen av vaxer. Det minskar också förbrukningen av tryckfärg, vilket resulterar i ytor med högre ljusstyrka. Dessutom har pappersytan större mjukhet och större motståndskraft mot fetter.

-Karboximetylcellulosa förbättrar bindningen mellan pappersfibrerna och förbättrar deras färgning. Det används också som ett hjälpdispersant vid extrudering av cellulosamassa fibrer, vilket förhindrar deras flockning.

jordbruk

Karboximetylcellulosa fungerar som ett dispergeringsmedel för bekämpningsmedel. Dessutom används det som ett lim för att binda insekticiden till plantans löv. Vid vissa tillfällen används den som ett hjälpmedel vid nedbrytningen av vissa mycket förorenande gödningsmedel.

kosmetika

Den används som förtjockningsmedel, stabilisator och filmförstärkare i krämer, lotioner, schampon och hårvårdsprodukter. Dessutom används den vid framställning av geler för användning vid tandrengöring.

målningar

Det används vid framställning av färger baserade på oljor och lacker, som fungerar som ett förtjockningsmedel och dispergeringsmedel av pigment i vätskor.

plast

Det används för att öka viskositeten hos latex.

keramik

Det används för att ansluta bitar av porslin, eftersom karboximetylcellulosalösningarna härrör från bakning av några aska.

Textilindustrin

-Den används i sin råform för att undvika deformering av tygerna. Karboximetylcellulosa, i kombination med stärkelse, används i tvättvatten. Det används också vid ytbehandling av tyger. Under tillverkningen impregneras tygerna med karboximetylcellulosa och behandlas därefter med syra och värme.

-Den används vid tryckning av tyger, samverkar som ett förtjockningsmedel av textilfärger och lacker.

Läkemedelsindustrin

-Karboximetylcellulosa används i beläggningen av läkemedelstabletter. Polymeren är olöslig i magsyrabetingelser men löslig i tunntarmen, där de terapeutiska medlen absorberas.

-Det används också som gelformare, bärare av läkemedel i form av salvor. Dessutom användes det som ett stabiliseringsmedel i suspensioner och emulsioner. Den används som bioadhesiv i tabletter som binder till kroppsslim.

referenser

  1. Sidley Chemical. (2018). Egenskaper för natriumkarboximetylcellulosa. Hämtad från: celluloseether.com
  2. Wikipedia. (2018). Karboximetylcellulosa. Hämtad från: en.wikipedia.org
  3. QuimiNet. (11 oktober 2006). De olika användningarna av karboximetylcellulosa. Hämtad från: quiminet.com
  4. Gamboni J. & col. (N.D.). Optimering av cellulosakarboximetyleringsprocessen från sockerröret bagasse. [PDF]. Hämtad från: aaiq.org.ar
  5. En karboximetylcellulosa-heparin kombination för förebyggande av kirurgiska vidhäftningar. (2017) Journal of Kirurgisk forskning 213: 222-233.