Karboksümetüültselluloosi omadused, struktuur, süntees, kasutused



The karboksümetüültselluloos on ühend, mis on saadud tselluloosist, glükoosi polümeerist. Samuti saab ta tsellulooskummi või karmelloosi nimed. See võib olla naatriumsoola kujul.

Karboksümetüültselluloos on hügroskoopne ja vees lahustuv, erinevalt vees lahustumatust tselluloosist. See on asendanud mõned rühmad -CH2OH-d glükoosimolekulidest, mis moodustavad rühma -CH tselluloosi2OCH2COOH. See asendus annab selle struktuurile ioonsed omadused.

Aga mis on tselluloos? See on biopolümeer, mis on moodustatud ainult β-1,4-o-glükosiidsidemetega seotud β-glükoosimolekulidest. Tselluloos on valemiga (C6H10O5)n minimaalse väärtusega 2000 n. Polümeeril võib olla lineaarne või kiuline struktuur, mis on köögiviljade rakuseina peamine koostisosa.

Selle kompaktne konstruktsioon on veekindel ja seetõttu on see selles lahustumatu. Vaatamata sellele, et tselluloosi moodustavad glükoos, ei saa loomad seda kasutada, kuna neil puudub tsellulaasi ensüüm β1,4-glükosiidsidemete murdmiseks.

Tselluloosiga seotud karboksümetüülrühm annab karboksümetüültselluloosi pinnale negatiivsete laengutega. Need laengud võimaldavad nende kasutamist ioonivahetuskromatograafias, mis toimib valkude puhastamiseks kasutatava katioonivahetajana.

Hüdrofiilse omaduse tõttu kasutatakse silma kuivuse raviks karboksümetüültselluloosi. Samuti on selle omaduse tõttu kasutatud seda tüüpi mähkmete ja sanitaartoodete valmistamisel. Need rakendused on näide selle ühendi kasutuste ja / või rakenduste hulgast.

Indeks

  • 1 Füüsikalised ja keemilised omadused
    • 1.1 Vorm
    • 1.2 Füüsiline välimus
    • 1.3 Lõhn ja maitse
    • 1.4 Vees lahustuv
    • 1.5 Lahustuvus orgaanilistes lahustites
    • 1.6 Lagunemispunkt
    • 1.7 Tihedus
    • 1.8 Happesus
  • 2 Struktuur
  • 3 Kokkuvõte
  • 4 Mis see on (kasutusalad)
    • 4.1 Toit
    • 4.2 Meditsiin
    • 4.3 Ehitustööstus
    • 4.4 Pesuvahendites
    • 4.5 Liimid
    • 4.6 Veinitööstus
    • 4.7 Paberi tootmine
    • 4.8 Põllumajandus
    • 4.9 Kosmeetika
    • 4.10 Maalid
    • 4.11 Plastid
    • 4.12 Keraamika
    • 4.13 Tekstiilitööstus
    • 4.14 Farmaatsiatööstus
  • 5 Viited

Füüsikalised ja keemilised omadused

Valem

RNOCH2-COOH

Füüsiline välimus

Valge pulber. Naatriumkarboksümetüültselluloos: valged või piimjased kiulised osakesed.

Lõhn ja maitse

Innocent ja insipid.

Lahustuvus vees

See on lahustuv (20 mg / ml).

Lahustuvus orgaanilistes lahustites

See ei lahustu metanoolis, etanoolis, dietüüleetris, atsetoonis, kloroformis ja ka benseenis.

Lagunemispunkt

274 ° C.

Tihedus

0,7-0,9 g / cm3.

Happelisus

See on sarnane äädikhappega ja selle dissotsiatsioonikonstant on 5 x 10-5.

Struktuur

Ülemises pildis on näidatud karboksümetüültselluloosi monomeerse üksuse struktuur. Pange tähele, et hüdroksüülrühmade H on asendatud CH-rühmadega2COOH; välja arvatud OH-rühma C-3-s. See tähendab, et vastavalt pildile ei ole polümeer täielikult asendatud.

CH rühmad2COOH võib deprotoneerida ja ümbritseda Na katioonide elektrostaatilise tõmbamisega+: CH2COO-Na+. Tänu neile on karboksümetüültselluloos vees väga hästi lahustuv, sest see on võimeline moodustama sellega vesiniksidemeid (CH2COOH-OH2). See on selle märgatava hüdrofiilse ja hügroskoopse iseloomu peamine põhjus.

Samuti on need rühmad palju suuremad kui hüdroksüülrühm, nii et polümeeri füüsikalis-keemilised omadused muutuvad algse tselluloosi suhtes. Selle suur suurus takistab sisemiste vesiniksidemete moodustumist, st monomeerahelate vahel, jättes rõngad täielikult kokkupuuteks veega..

Seega, mida suurem on OH asendusaste CH-ga2COOH, seda suurem on saadud tselluloosi hüdrofiilne iseloom. Mikroskoopiliselt ei pruugi see erinevus olla väga ilmne; kuid makroskoopilistes kaaludes võrdub see sellega, et suudab veeplokiga veeploki lahustada, kui sellised asendused toimus.

Süntees

Karboksümetüültselluloosi saamiseks tsellulooskiududest järgitakse Druvacelli protseduuri.

A) Tsellulooskiude töödeldakse isopropanooliga ja leelismetallidega, et tekitada nende turse ja hüdroksüülrühmade ionisatsiooni..

B) Eelmise töötluse tselluloosi kiud leelistatakse NaOH-ga töötlemisel vastavalt järgmisele reaktsioonile:

RceOH + NaOH => RceOH ∙ NaOH

C) NaOH-ga seotud tsellulooskiud reageerivad seejärel naatriumkloroatsetaadiga, saades seeläbi naatriumkarboksümetüültselluloosi:

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

COO rühma liit- tselluloosist karboksümetüültselluloosi saamiseks muudab see vees lahustuvaks ja reaktiivsemaks.

Mis see on (kasutusalad)

Karboksümetüültselluloosil on hüdrofiilse iseloomu ja paljude ühenditega kombineerimise tõttu mitmeid kasutusalasid ja rakendusi. Selle kasutusalad on järgmised.

Toit

-Seda kasutatakse toidu paksendaja ja stabilisaatorina. Lisaks kasutatakse seda toidulisandina ja emulgaatorina. Seda kasutatakse jäätiste, kreemide ja kreemide raputamisel, samuti geelide tekitamisel marmelaadis ja pudingites..

-Seda kasutatakse suspensioonivahendina puuviljamahlades ja kaitsekolloidina majoneesis. Seda kasutatakse ka viljapindade katmiseks.

-Kuna karboksümetüültselluloos ei metaboliseeru organismi poolt, võib neid kasutada vähese kalorsusega dieedil..

Meditsiin

-Karboksümetüültselluloosilahused moodustavad geelid, mida kasutatakse südame, rindkere ja sarvkesta operatsioonides.

-Rindkere operatsioonides kopsud koputatakse ja kaetakse karboksümetüültselluloosi lahusega. Selleks, et vältida õhulekke alveoolides ja vedelike sisenemist kopsudesse.

-Ortopeedia harus kasutatakse liigeste määrimiseks karboksümetüültselluloosi, eriti randmetes, põlvedes ja puusades. Polümeeri lahus süstitakse liigestesse, et vältida erosiooni, põletikku ja kõhre võimalikku hävimist.

-Seda kasutatakse silmade kuivuse ja ärrituse raviks. Seda kasutatakse ka kaitsevahendina, et vältida silmamuna kahjustusi, mis võivad tekkida kontaktläätsede paigutamisel..

-Karboksümetüültselluloosi kasutatakse ka kõhukinnisuse ravis, soodustades sobiva konsistentsiga väljaheite moodustumist. Seda kasutatakse laksatiivina.

-Karboksümetüültselluloosi-hepariini kombinatsiooni on kasutatud operatsioonide ajal adhesiooni vältimiseks.

Ehitussektor

-See toimib enamikus tsemendipreparaatides ja ehitusmaterjalides stabiliseeriva ja hüdrofiilse ainena. Parandab tsementi liiva hajutamist, samuti suurendab tsemendi kleepumist.

-Seda kasutatakse ka polsterduspaberite liimide osana.

Detergentides

Tööstusharu, millel võib olla suurim karboksümetüültselluloosi tarbimine, on seebide ja detergentide tootmisel. See toimib inhibeeriva ainena, mis takistab riie pindade eemaldamisel detergentidega rasvu.

Liimid

-Seda kasutatakse paberi liimide valmistamiseks, kuna see ei värvita seda, see ei eralda lõhna ja on eemaldatav. See teeb selle ideaalseks kasutamiseks raamatute või muude materjalide parandamiseks.

-Samuti on seda testitud tärklise ja fenoolformaldehüüdiga segudes liimide valmistamiseks, mis võimaldavad puitlehti ühendada.

Veinitööstus

Seda kasutatakse veinis leiduvate viinhapete sadestumise vältimiseks.

Paberitööstus

-Karboksimetüültselluloosi preparaatidega vahatatud paberite ja pappkarpide katmine vähendab vahade tarbimist. Samuti vähendab see trükivärvi tarbimist, mille tulemuseks on kõrgema heledusega pinnad. Lisaks on paberi pinnal suurem pehmus ja suurem vastupidavus rasvadele.

-Karboksümetüültselluloos parandab paberikiudude vahelist sidet, parandades nende värvust. Seda kasutatakse ka abiainetena tselluloosimassi kiudude ekstrusioonis, vältides nende flokuleerimist.

Põllumajandus

Karboksümetüültselluloos toimib pestitsiidide dispergeeriva ainena. Lisaks kasutatakse seda liimina insektitsiidi sidumiseks taimede lehtede pinnaga. Mõningatel juhtudel kasutatakse seda mõne väga saastava väetise lagunemisel.

Kosmeetika

Seda kasutatakse paksendajana, stabilisaatorina ja kiletegijana kreemides, vedelikes, šampoonides ja juuksehooldusvahendites. Lisaks kasutatakse seda hammaste puhastamiseks kasutatavate geelide valmistamisel.

Maalid

Seda kasutatakse õlidest ja lakkidest valmistatud värvide tootmisel, mis toimivad pigmentide paksendajana ja dispergeerivana vedelikes..

Plastid

Seda kasutatakse lateksi viskoossuse suurendamiseks.

Keraamilised

Seda kasutatakse portselanistükkide ühendamiseks, kuna karboksümetüültselluloosilahused pärinevad paar tuhka küpsetades.

Tekstiilitööstus

-Seda kasutatakse toores vormis, et vältida riide deformatsiooni. Pesumajades kasutatakse karboksümetüültselluloosi koos tärklisega. Seda kasutatakse ka kangaste viimistlemiseks. Valmistamise ajal immutatakse kangad karboksümetüültselluloosiga ja töödeldakse seejärel happega ja kuumutatakse.

-Seda kasutatakse kangaste trükkimisel, tehes koostööd tekstiili värvide ja lakkide paksendajana.

Farmaatsiatööstus

-Ravimi tablettide katmisel kasutatakse karboksümetüültselluloosi. Polümeer ei lahustu maohappe tingimustes, vaid lahustub peensooles, kus terapeutilised ained imenduvad.

-Seda kasutatakse ka geelimoodustajatena, ravimite kandjatena salvide kujul. Lisaks kasutatakse seda stabilisaatorina suspensioonides ja emulsioonides. Seda kasutatakse bioadhesiivina tablettides, mis seovad keha lima.

Viited

  1. Sidley Chemical. (2018). Naatriumkarboksümetüültselluloosi omadused. Välja otsitud andmebaasist: celluloseether.com
  2. Wikipedia. (2018). Karboksümetüültselluloos. Välja otsitud andmebaasist: en.wikipedia.org
  3. QuimiNet. (11. oktoober 2006). Karboksümetüültselluloosi erinevad rakendused. Välja otsitud andmebaasist: quiminet.com
  4. Gamboni J. & col. (s.f.). Tsellulooskarboksümetüleerimisprotsessi optimeerimine suhkrurooga pakast. [PDF] Välja otsitud andmebaasist: aaiq.org.ar
  5. Karboksümetüülelluloos-hepariini kombinatsioon kirurgiliste adhesioonide vältimiseks. (2017) Kirurgilise uuringu ajakiri 213: 222-233.