A karboxi-metil-cellulóz jellemzői, szerkezete, szintézise, ​​felhasználása

az karboxi- egy cellulózból, egy glükóz polimerből származó vegyület. A cellulóz gumi vagy karmellóz nevét is megkapja. Lehet nátrium-só formájában.

A karboxi-metil-cellulóz higroszkópos és vízben oldódik, ellentétben a vízben oldhatatlan cellulózzal. Néhány csoport -CH helyébe lépett₂A glükóz molekulák OH-csoportjai, amelyek a -CH csoportból cellulózot képeznek₂OCH₂COOH. Ez a helyettesítés ionos tulajdonságokat ad a szerkezetének.

De mi a cellulóz? Ez egy biopolimer, amely kizárólag β-1,4-o-glükozid kötésekkel összekapcsolt β-glükóz molekulákból áll. A cellulóz képlete (C₆H₁₀O₅)_n minimális értéke 2000 n. A polimer lineáris vagy rostos szerkezetű lehet, amely a zöldségek sejtfalának fő összetevője.

Kompakt szerkezete vízzel áthatolhatatlan, ezért nem oldódik benne. Annak ellenére, hogy a glükóz képződik, az állatok nem használhatják a cellulózot, mivel hiányzik a celluláz enzim a β1,4-glükozid kötések megtörésére.

A cellulózhoz kötött karboxi-metilcsoport a karboxi-metil-cellulóz felületét negatív töltéssel biztosítja. Ezek a töltések lehetővé teszik azok használatát ioncserélő kromatográfiában, amely a fehérjék tisztításához használt kationcserélőként működik.

Hidrofil tulajdonsága miatt a karboximetil-cellulózot használják a szemszárazság kezelésében. Hasonlóképpen, ennek a tulajdonságnak köszönhetően az ilyen típusú pelenkák és egészségügyi termékek gyártásához használták. Ezek az alkalmazások példaként szolgálnak a felhasználás és / vagy alkalmazások hatalmas listájára.

index

• 1 Fizikai és kémiai jellemzők
  • 1.1. Formula
  • 1.2 Fizikai megjelenés
  • 1.3 Illat és íz
  • 1.4 Oldhatóság vízben
  • 1.5 Oldhatóság szerves oldószerekben
  • 1.6 Bomlási pont
  • 1.7 Sűrűség
  • 1.8 Savasság
• 2 Szerkezet
• 3 Összefoglalás
• 4 Mi a (felhasználás)
  • 4.1 Élelmiszer
  • 4.2 Orvostudomány
  • 4.3 Építőipar
  • 4.4 A mosószerekben
  • 4.5 Ragasztók
  • 4.6 Borágazat
  • 4.7 Papíripar
  • 4.8 Mezőgazdaság
  • 4.9 Kozmetikumok
  • 4.10 Festmények
  • 4.11 Műanyagok
  • 4.12 Kerámia
  • 4.13 Textilipar
  • 4.14 Gyógyszeripar
• 5 Referenciák

Fizikai és kémiai jellemzők

képlet

RnOCH₂-COOH

Fizikai megjelenés

Fehér por. Nátrium-karboxi-metil-cellulóz: fehér vagy tejszerű rostos részecskék.

Illat és íz

Ártatlan és rosszkedvű.

Oldhatóság vízben

Oldható (20 mg / ml).

Oldhatóság szerves oldószerekben

Metanolban, etanolban, dietil-éterben, acetonban, kloroformban és benzolban oldhatatlan.

Bomlási pont

274 ° C.

sűrűség

0,7-0,9 g / cm3³.

savanyúság

Hasonló az ecetsavhoz és disszociációs állandója 5 x 10^-5.

struktúra

A felső képen a karboxi-metil-cellulóz monomer egységének szerkezete látható. Megjegyezzük, hogy a hidroxilcsoportok H csoportját a CH csoportok helyettesítik₂COOH; kivéve az OH csoport C-3-ban. Ez azt jelenti, hogy a kép szerint a polimert nem teljesen helyettesítik.

CH csoportok₂A COOH-t deprotonálhatjuk, és a kationok elektrosztatikus vonzerejével körülhatárolhatjuk⁺: CH₂COO^-na⁺. Hála nekik, hogy a karboxi-metil-cellulóz vízben nagyon jól oldódik, mivel képes hidrogénkötéseket képezni vele (CH₂COOH-OH₂). Ez a hidrofil és higroszkópos jellege fő oka.

Ezek a csoportok sokkal nagyobb mennyiségűek, mint a hidroxilcsoport, így a polimer fizikai-kémiai tulajdonságai az eredeti cellulózhoz viszonyítva változnak. Nagy mérete megakadályozza a belső hidrogénkötések kialakulását, azaz a monomer láncok között, így a gyűrűk teljes mértékben ki vannak téve a vízzel való kölcsönhatásoknak..

Ezért minél nagyobb az OH helyettesítési foka CH-val₂COOH, annál nagyobb a kapott cellulóz hidrofil jellege. Mikroszkóposan ez a különbség nem túl nyilvánvaló; de makroszkopikus mérlegben ez megegyezik azzal, hogy képesek-e feloldani egy fadarabot egy tartályban vízzel, ha az ilyen szubsztitúciók a cselekményben történtek.

szintézis

A cellulózszálakból származó karboxi-metil-cellulóz előállításához a Druvacell-eljárást kell követni:

A) A cellulózszálakat izopropanollal és lúgokkal kezeljük annak érdekében, hogy megduzzadjanak és hidroxilcsoportok ionizálódjanak..

B) Az előző kezelés cellulózrostjait nátrium-hidroxiddal végzett kezeléssel tovább lúgosítjuk, a következő reakció szerint:

RceOH + NaOH => RceOH ∙ NaOH

C) A NaOH-hoz kötött cellulózszálak ezután nátrium-klór-acetáttal reagálnak, így a nátrium-karboxi-metil-cellulóz keletkeznek:

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

A COO csoport egyesülése^- A karboxi-metil-cellulóz előállításához a cellulózhoz való víz oldódik és reaktívabb.

Mi a (felhasználás)

A karboxi-metil-cellulóz hidrofil jellege és számos vegyülettel való kombinálhatóságának köszönhetően számos felhasználási területet és alkalmazást tesz lehetővé. Alkalmazásai közé tartoznak a következők.

élelmiszer

-Sűrítőszerként és élelmiszerstabilizátorként használják. Emellett diétás rostként és emulgeálószerként is használják. A fagylaltok, krémek és krémek rázására, valamint a zselé és a pudingok gélképződésének segítésére szolgál..

-A gyümölcslé szuszpenziós szereként és majonézként védő kolloidként alkalmazzák. Azt is használják, hogy fedezze a gyümölcsöket.

-Mivel a karboximetilcellulóz nem metabolizálódik a szervezetben, az emberek alacsony kalóriatartalmú étrendben használhatják.

orvostudomány

-A karboximetilcellulóz oldatok szív-, mellkasi- és szaruhártya-műtétekben használt géleket képeznek.

-A mellkas működése során a tüdőt kapszulák és karboxi-metil-cellulóz-oldattal bevonják. Ez annak érdekében, hogy elkerüljük az alveolákban levő levegő szivárgását és a folyadékok bejutását a tüdőbe.

-Az ortopédiai ágban a karboximetilcellulóz az ízületek kenésére használatos, különösen a csuklóban, térdben és csípőben. A polimer oldatot az ízületekbe injektáljuk az erózió, a gyulladás és a porc lehetséges megsemmisítése érdekében.

-Szemszárazság és irritáció kezelésére használják. Azt is használják védőszerként, hogy megakadályozzák a szemgolyó károsodását, mint például a kontaktlencsék elhelyezésekor..

-A karboxi-metil-cellulózt a székrekedés kezelésére is használják, ami a megfelelő konzisztenciájú széklet kialakulását segíti elő. Ezt hashajtóként használják.

-Karboxi-metil-cellulóz-heparin kombinációt alkalmaztak az adhézió megelőzésére a műtétek során.

Építőipar

-A legtöbb cementkészítményben és építőanyagban stabilizáló és hidrofil anyagként működik. Javítja a homok diszperzióját a cementben, növeli a cement ragasztó hatását is.

-A kárpitpapírok ragasztóinak részeként is használható.

A mosószerekben

Az iparág olyan ága, amely talán a legnagyobb karboximetil-cellulóz-fogyasztással rendelkezik, szappanok és mosószerek gyártása. Ez gátló szerként működik, amely megakadályozza a szövetek felületéről a mosószerekkel eltávolított zsírokat.

ragasztók

-Ezt a papíripari ragasztók gyártására használják, mivel nem foltja, nem szagot bocsát ki, és eltávolítható. Ez ideális a könyvek vagy más anyagok javításához.

-Azt is tesztelték, hogy keményítővel és fenol-formaldehiddel elegyített keverékeket készítenek olyan ragasztók készítéséhez, amelyek lehetővé teszik a fa lapok összekapcsolását..

Boripar

A borban lévő borkősavok kicsapódásának elkerülésére szolgál.

Papíripar

-A viaszos papírok és kartondobozok karboxi-metil-cellulóz készítményekkel történő bevonása csökkenti a viaszok fogyasztását. Csökkenti a nyomtatási festék fogyasztását is, ami nagyobb fényerőt eredményez. Ezen túlmenően a papír felülete nagyobb puhasággal és nagyobb ellenállással rendelkezik a zsírokkal szemben.

-A karboxi-metil-cellulóz javítja a papírszálak közötti kötést, javítva színüket. Segéd diszpergálószerként használják a cellulózszálas szálak extrudálásában, megakadályozva azok flokkulációját.

mezőgazdaság

A karboxi-metil-cellulóz a peszticidek diszpergáló szereként működik. Ezenkívül ragasztóként használják a rovarirtó szerek a növények leveleinek felületéhez való kötődését. Egyes esetekben segédeszközként használják néhány rendkívül szennyező műtrágya lebomlását.

kozmetikum

Sűrítőszerként, stabilizátorként és filmképzőként használatos krémekben, lotionokban, samponokban és hajápolási termékekben. Ezenkívül fogászati ​​tisztításhoz használt gélek előállítására használják.

festmények

Olyan olajok és lakkok alapú festékek előállítására használatos, amelyek folyadékokban pigmentek sűrítőszerként és diszpergálószerként működnek.

műanyag

A latex viszkozitásának növelésére szolgál.

kerámia

Porcelán darabok összekapcsolására használják, mivel a karboximetilcellulóz oldatok néhány hamu sütésekor keletkeznek..

Textilipar

-A nyers formában a szövetek alakváltozásának elkerülésére használják. A mosógépekben a keményítővel kombinált karboxi-metil-cellulózot használják. Szövetek befejezéséhez is használják. Gyártása során a szöveteket karboxi-metil-cellulózzal impregnáljuk, majd savval és hővel kezeljük.

-Szövetek nyomtatásához, textilfestékek és lakkok sűrítőszerként való együttműködéséhez használják.

Gyógyszeripar

-A karboxi-metil-cellulózot a gyógyszer tabletták bevonására használják. A polimer a gyomorsavban oldhatatlan, de a vékonybélben oldódik, ahol a terápiás szerek felszívódnak.

-Gélformázóként, gyógyszerek hordozóként is használatos kenőcsök formájában. Ezenkívül stabilizálószerként alkalmazzuk szuszpenziókban és emulziókban. Bioadhézióként alkalmazzák a test nyálkahoz kötődő tablettákban.

referenciák

1. Sidley Chemical. (2018). A nátrium-karboxi-metil-cellulóz tulajdonságai. A lap eredeti címe: celluloseether.com
2. Wikipedia. (2018). Karboximetil-cellulóz. Lap forrása: en.wikipedia.org
3. QuimiNet. (2006. október 11.). A karboxi-metil-cellulóz különböző alkalmazási területei. A lap eredeti címe: quiminet.com
4. Gamboni J. & col. (N.d.). A cellulóz-karboximetilezési folyamat optimalizálása a cukornádból. [PDF]. Lap forrása: aaiq.org.ar
5. Karboxi-metil-cellulóz-heparin kombináció a sebészeti tapadások megelőzésére. (2017) A Journal of surgical research 213: 222-233.