Đặc tính carboxymethylcellulose, cấu trúc, tổng hợp, sử dụng



các carboxymethylcellulose là một hợp chất có nguồn gốc từ cellulose, một polymer của glucose. Nó cũng nhận được tên của kẹo cao su cellulose hoặc carmellose. Nó có thể ở dạng muối natri.

Carboxymethylcellulose hút ẩm và hòa tan trong nước, không giống như cellulose, không hòa tan trong nước. Nó đã thay thế một số nhóm -CH2OH của các phân tử glucose tạo thành cellulose theo nhóm -CH2OCH2COOH. Sự thay thế này mang lại tính chất ion cho cấu trúc của nó.

Nhưng cellulose là gì? Nó là một polymer sinh học được hình thành độc quyền của các phân tử-glucose, được liên kết bởi các liên kết-1,4-o-glucosidic. Cellulose có công thức (C6H10Ôi5)n với giá trị tối thiểu 2000 cho n. Polyme có thể có cấu trúc tuyến tính hoặc dạng sợi, là thành phần chính của thành tế bào của rau.

Cấu trúc nhỏ gọn của nó không thể xuyên thủng bởi nước và do đó, nó không hòa tan trong nó. Mặc dù được hình thành bởi glucose, cellulose không thể được sử dụng bởi động vật, vì chúng thiếu enzyme cellulase để phá vỡ các liên kết ,41,4-glucosidic.

Nhóm carboxymethyl liên kết với cellulose tạo cho carboxymethylcellulose một bề mặt có điện tích âm. Các điện tích này cho phép sử dụng chúng trong kỹ thuật sắc ký trao đổi ion, hoạt động như một chất trao đổi cation được sử dụng trong quá trình tinh chế protein.

Do tính chất ưa nước của nó, carboxymethylcellulose được sử dụng trong điều trị khô mắt. Tương tự như vậy, do tính chất này, nó đã được sử dụng trong sản xuất tã và các sản phẩm vệ sinh thuộc loại này. Các ứng dụng này đóng vai trò là một ví dụ về danh sách sử dụng và / hoặc ứng dụng khổng lồ mà hợp chất này có.

Chỉ số

  • 1 Đặc tính vật lý
    • 1.1 Công thức
    • 1.2 Ngoại hình
    • 1.3 Mùi và vị
    • 1.4 Độ hòa tan trong nước
    • 1.5 Độ hòa tan trong dung môi hữu cơ
    • 1.6 Điểm phân tách
    • Mật độ 1.7
    • Độ chua 1,8
  • 2 cấu trúc
  • 3 Tóm tắt
  • 4 Nó dùng để làm gì
    • 4.1 Thức ăn
    • 4.2 Y học
    • 4.3 Công nghiệp xây dựng
    • 4.4 Trong chất tẩy rửa
    • 4,5 Chất kết dính
    • 4.6 Công nghiệp rượu vang
    • 4.7 Ngành giấy
    • 4.8 Nông nghiệp
    • 4.9 Mỹ phẩm
    • 4.10 Tranh
    • 4.11 Nhựa
    • 4.12 Gốm sứ
    • 4.13 Ngành dệt may
    • 4.14 Ngành dược phẩm
  • 5 tài liệu tham khảo

Đặc tính hóa lý

Công thức

RnOCH2-COOH

Ngoại hình

Bột trắng. Natri carboxymethylcellulose: các hạt xơ trắng hoặc sữa.

Ngửi và nếm

Vô tội và vô vị.

Độ hòa tan trong nước

Nó hòa tan (20 mg / mL).

Độ hòa tan trong dung môi hữu cơ

Nó không hòa tan trong metanol, ethanol, dietyl ete, acetone, chloroform và cả trong benzen.

Điểm phân hủy

274 CC.

Mật độ

0,7 - 0,9 g / cm3.

Độ axit

Nó tương tự như axit axetic và hằng số phân ly của nó là 5 x 10-5.

Cấu trúc

Trong hình trên, cấu trúc của một đơn vị carboxymethylcellulose đơn sắc được hiển thị. Lưu ý rằng H của các nhóm hydroxyl được thay thế bởi các nhóm CH2COOH; ngoại trừ, nhóm OH trong C-3. Đó là, theo hình ảnh, polymer không được thay thế hoàn toàn.

Nhóm CH2COOH có thể bị khử và được bao quanh bởi lực hút tĩnh điện của các cation Na+: CH2COO-Na+. Nhờ có chúng mà carboxymethylcellulose rất hòa tan trong nước, vì nó có thể hình thành liên kết hydro với nó (CH2COOH-OH2). Đây là nguyên nhân chính của đặc tính ưa nước và hút ẩm rõ rệt của nó.

Ngoài ra, các nhóm này có độ bay hơi cao hơn nhiều so với hydroxyl, do đó tính chất hóa lý của polymer thay đổi so với cellulose ban đầu. Kích thước lớn của nó ngăn chặn sự hình thành các liên kết hydro bên trong, nghĩa là, giữa các chuỗi monome, khiến các vòng tiếp xúc hoàn toàn với các tương tác với nước.

Do đó, mức độ thay thế OH bằng CH càng lớn2COOH, đặc tính ưa nước của cellulose thu được càng lớn. Kính hiển vi, sự khác biệt này có thể không rõ ràng lắm; nhưng ở quy mô vĩ mô, sẽ tương đương với việc có thể hòa tan một khối gỗ trong thùng chứa với nước nếu việc thay thế đó xảy ra trong hành động.

Tổng hợp

Để thu được carboxymethylcellulose, từ sợi cellulose, quy trình Druvacell được thực hiện:

A) Các sợi cellulose được xử lý bằng isopropanol và kiềm để tạo ra sự trương nở của chúng và sự ion hóa các nhóm hydroxyl.

B) Các sợi cellulose của điều trị trước được tiếp tục kiềm hóa bằng cách xử lý bằng NaOH, theo phản ứng sau:

RceOH + NaOH => RceOH ∙ NaOH

C) Các sợi cellulose liên kết với NaOH sau đó phản ứng với natri chloroacetate, do đó tạo ra natri carboxymethylcellulose:

RceOH ∙ NaOH + ClCH2COO-Na => RceOCH2COO-Na+    +    NaCl + H2Ôi

Công đoàn của nhóm COO- để cellulose tạo ra carboxymethylcellulose làm cho nó hòa tan trong nước và phản ứng nhiều hơn.

Nó dùng để làm gì

Carboxymethylcellulose có nhiều ứng dụng và ứng dụng do đặc tính ưa nước và khả năng kết hợp với nhiều hợp chất. Trong số các công dụng của nó là như sau.

Thức ăn

-Nó được sử dụng như một chất làm đặc và ổn định thực phẩm. Ngoài ra, nó được sử dụng làm chất xơ và chất nhũ hóa. Nó được sử dụng trong việc lắc kem, kem và kem, cũng như phụ trợ trong việc hình thành các gel trong thạch và bánh pudding.

-Nó được sử dụng như một chất lơ lửng trong nước ép trái cây và như một chất keo bảo vệ trong mayonnaise. Nó cũng được sử dụng để phủ lên bề mặt của trái cây.

-Vì carboxymethylcellulose không được chuyển hóa bởi cơ thể, nên nó có thể được sử dụng bởi những người có chế độ ăn ít calo.

Thuốc

-Dung dịch carboxymethylcellulose tạo thành gel dùng trong phẫu thuật tim, lồng ngực và giác mạc.

-Trong các hoạt động của ngực, phổi được dập ghim và phủ một dung dịch carboxymethylcellulose. Điều này để tránh rò rỉ không khí có trong phế nang và lối vào của chất lỏng vào phổi.

-Trong ngành chỉnh hình, carboxymethylcellulose được sử dụng trong việc bôi trơn các khớp, đặc biệt là ở cổ tay, đầu gối và hông. Dung dịch polymer được tiêm vào khớp để chống xói mòn, viêm và có thể phá hủy sụn.

-Nó được sử dụng trong điều trị khô mắt và kích ứng. Nó cũng được sử dụng như một tác nhân bảo vệ để ngăn ngừa tổn thương nhãn cầu, chẳng hạn như có thể xảy ra trong việc đặt kính áp tròng..

-Carboxymethylcellulose cũng được sử dụng trong điều trị táo bón, thuận lợi cho việc hình thành phân với tính nhất quán thích hợp. Nó được sử dụng như một thuốc nhuận tràng.

-Một sự kết hợp của carboxymethylcellulose-heparin đã được sử dụng để ngăn ngừa sự bám dính trong quá trình phẫu thuật.

Ngành xây dựng

-Nó hoạt động như một tác nhân ổn định và ưa nước trong hầu hết các chế phẩm xi măng và vật liệu xây dựng. Cải thiện sự phân tán cát trong xi măng, cũng làm tăng hoạt động kết dính của xi măng.

-Nó cũng được sử dụng như một phần của keo dán giấy tờ.

Trong chất tẩy rửa

Chi nhánh công nghiệp có lẽ có mức tiêu thụ carboxymethylcellulose cao nhất là sản xuất xà phòng và chất tẩy rửa. Nó hoạt động như một chất ức chế ngăn chặn chất béo, được loại bỏ khỏi bề mặt vải bằng chất tẩy rửa, tham gia vào chúng.

Chất kết dính

-Nó được sử dụng trong sản xuất chất kết dính cho giấy, vì nó không làm bẩn nó, nó không phát ra mùi và nó có thể tháo rời. Điều này làm cho nó lý tưởng để sử dụng trong việc sửa chữa sách hoặc các tài liệu khác.

-Nó cũng đã được thử nghiệm trong hỗn hợp với tinh bột và phenol formaldehyd để điều chế keo cho phép nối các tấm gỗ.

Công nghiệp rượu

Nó được sử dụng để tránh sự kết tủa của muối cao răng có trong rượu vang.

Ngành giấy

-Lớp phủ với các chế phẩm carboxymethylcellulose của giấy sáp và thùng giấy làm giảm tiêu thụ sáp. Nó cũng làm giảm mức tiêu thụ mực in, dẫn đến bề mặt có độ sáng cao hơn. Ngoài ra, bề mặt của giấy có độ mềm và khả năng chống lại chất béo cao hơn.

-Carboxymethylcellulose cải thiện liên kết giữa các sợi giấy, cải thiện màu sắc của chúng. Nó cũng được sử dụng như một chất phân tán phụ trợ trong quá trình đùn các sợi bột cellulose, ngăn ngừa sự keo tụ của chúng.

Nông nghiệp

Carboxymethylcellulose hoạt động như một chất phân tán cho thuốc trừ sâu. Ngoài ra, nó được sử dụng như một chất keo để liên kết thuốc trừ sâu với bề mặt của lá cây. Trong một số trường hợp, nó được sử dụng như là một trợ giúp cho sự xuống cấp của một số phân bón gây ô nhiễm cao.

Mỹ phẩm

Nó được sử dụng như một chất làm đặc, chất ổn định và màng trước đây trong các loại kem, nước thơm, dầu gội và các sản phẩm chăm sóc tóc. Ngoài ra, nó được sử dụng trong việc chuẩn bị gel để sử dụng trong việc làm sạch răng.

Tranh

Nó được sử dụng trong sản xuất sơn dựa trên dầu và vecni, hoạt động như một chất làm đặc và phân tán các sắc tố trong chất lỏng.

Nhựa

Nó được sử dụng để tăng độ nhớt của latex.

Gạch

Nó được sử dụng để nối các mảnh sứ, vì các dung dịch carboxymethylcellulose bắt nguồn khi nướng vài đống tro.

Ngành dệt may

-Nó được sử dụng ở dạng thô để tránh sự biến dạng của vải. Carboxymethylcellulose, kết hợp với tinh bột, được sử dụng trong giặt ủi. Nó cũng được sử dụng trong việc hoàn thiện các loại vải. Trong quá trình sản xuất, các loại vải được ngâm tẩm với carboxymethylcellulose và sau đó được xử lý bằng axit và nhiệt.

-Nó được sử dụng trong việc in các loại vải, hợp tác như một chất làm đặc của sơn dệt và vecni.

Ngành dược

-Carboxymethylcellulose được sử dụng trong lớp phủ của thuốc viên. Polyme không hòa tan trong điều kiện axit dạ dày, nhưng hòa tan trong ruột non, nơi các chất điều trị được hấp thụ.

-Nó cũng được sử dụng như một chất tạo gel, chất mang thuốc ở dạng thuốc mỡ. Ngoài ra, nó được sử dụng như một chất ổn định trong huyền phù và nhũ tương. Nó được sử dụng như một chất kết dính sinh học trong các viên thuốc liên kết với chất nhầy của cơ thể.

Tài liệu tham khảo

  1. Hóa chất Sidley. (2018). Tính chất của Natri Carboxymethyl Cellulose. Lấy từ: celluloseether.com
  2. Wikipedia. (2018). Carboxymethylcellulose. Lấy từ: en.wikipedia.org
  3. QuimiNet. (Ngày 11 tháng 10 năm 2006). Các ứng dụng khác nhau của carboxymethylcellulose. Lấy từ: quiminet.com
  4. Gamboni J. & col. (s.f.). Tối ưu hóa quá trình carboxymethyl hóa cellulose từ bã mía. [PDF] Lấy từ: aaiq.org.ar
  5. Một sự kết hợp carboxymethylellulose-heparin để ngăn ngừa sự kết dính của phẫu thuật. (2017) Tạp chí nghiên cứu phẫu thuật 213: 222-233.