Ciri-ciri karboksiletilselulosa, struktur, sintesis, kegunaan

The carboxymethylcellulose adalah sebatian yang diperoleh daripada selulosa, polimer glukosa. Ia juga menerima nama-nama gusi selulosa atau karmellose. Ia boleh dalam bentuk garam natrium.

Carboxymethylcellulose adalah hygroscopic dan larut dalam air, tidak seperti selulosa, yang tidak larut dalam air. Ia telah menggantikan beberapa kumpulan -CH₂OH molekul glukosa yang membentuk selulosa oleh kumpulan -CH₂OCH₂COOH. Penggantian ini memberikan sifat ionik kepada strukturnya.

Tetapi apa selulosa? Ia adalah biopolimer yang terbentuk secara eksklusif daripada molekul β-glukosa, yang dikaitkan dengan ikatan β-1,4-o-glukosid. Selulosa mempunyai formula (C₆H₁₀O₅)_n dengan nilai minima 2000 untuk n. Polimer boleh mempunyai struktur linear atau berserabut, sebagai penyusun utama dinding sel sayur-sayuran.

Struktur padatnya tidak dapat ditembusi oleh air dan oleh itu, ia tidak larut dalamnya. Walaupun dibentuk oleh glukosa, selulosa tidak boleh digunakan oleh haiwan, kerana mereka tidak mempunyai enzim selulase untuk memecahkan ikatan β1,4-glukosid.

Kumpulan karboksimetil yang terikat ke selulosa memberikan karboksimetilselulosa permukaan dengan caj negatif. Tuduhan ini membolehkan penggunaannya dalam teknik kromatografi pertukaran ion, berfungsi sebagai penukar kation yang digunakan dalam penulenan protein.

Oleh kerana harta hidrofiliknya, carboxymethylcellulose digunakan dalam rawatan kekeringan ocular. Begitu juga, disebabkan harta ini, ia telah digunakan dalam pembuatan lampin dan produk kebersihan jenis ini. Aplikasi ini berfungsi sebagai contoh senarai besar penggunaan dan / atau aplikasi yang mempunyai kompaun ini.

Indeks

• 1 Ciri-ciri fizikal dan kimia
  • 1.1 Formula
  • 1.2 Penampilan fizikal
  • 1.3 Bau dan rasa
  • 1.4 Kelarutan dalam air
  • 1.5 Keterlarutan dalam pelarut organik
  • 1.6 Tahap penguraian
  • 1.7 Ketumpatan
  • 1.8 Keasidan
• 2 Struktur
• 3 Ringkasan
• 4 Apa gunanya (kegunaan)
  • 4.1 Makanan
  • 4.2 Perubatan
  • 4.3 Industri pembinaan
  • 4.4 Dalam detergen
  • 4.5 Pelekat
  • 4.6 Industri wain
  • 4.7 Industri kertas
  • 4.8 Pertanian
  • 4.9 Kosmetik
  • 4.10 Lukisan
  • 4.11 Plastik
  • 4.12 Seramik
  • 4.13 Industri tekstil
  • 4.14 Industri farmaseutikal
• 5 Rujukan

Ciri-ciri fizikal dan kimia

Formula

RnOCH₂-COOH

Penampilan fizikal

Serbuk putih. Sodium carboxymethylcellulose: zarah berserat putih atau susu.

Bau dan rasa

Tidak bersalah dan tidak bersalah.

Kelarutan dalam air

Ia larut (20 mg / mL).

Kelarutan dalam pelarut organik

Ia tidak larut dalam metanol, etanol, dietil eter, aseton, kloroform dan juga dalam benzena.

Titik penguraian

274ºC.

Ketumpatan

0.7 - 0.9 g / cm³.

Keasidan

Ia sama dengan asid asetik dan pemalar pemisahannya adalah 5 x 10^-5.

Struktur

Dalam imej atas, struktur unit monomerik carboxymethylcellulose ditunjukkan. Perhatikan bahawa H kumpulan hidroksil digantikan oleh kumpulan CH₂COOH; kecuali, kumpulan OH di C-3. Iaitu, mengikut imej, polimer tidak diganti sepenuhnya.

Kumpulan CH₂COOH boleh dikurangkan dan dikelilingi oleh daya tarikan elektrostatik kation Na⁺: CH₂COO^-Na⁺. Ini adalah berkat kepada mereka bahawa karboksimetilselulosa sangat larut dalam air, kerana ia dapat membentuk ikatan hidrogen dengannya (CH₂COOH-OH₂). Inilah sebab utama watak hidrofilik dan hygroscopic yang ditandakan.

Juga, kumpulan-kumpulan ini jauh lebih besar daripada hidroksil, supaya sifat fizikokimia perubahan polimer berkenaan dengan selulosa asal. Saiznya yang besar menghalang pembentukan ikatan hidrogen dalaman, iaitu antara rantai monomer, meninggalkan cincin yang terdedah sepenuhnya dengan interaksi dengan air.

Oleh itu, semakin besar tahap penggantian OH oleh CH₂COOH, semakin tinggi sifat hidrofilik selulosa yang terhasil. Mikroskopis, perbezaan ini mungkin tidak begitu jelas; tetapi dalam skala makroskopik, ia akan sama dengan dapat membubarkan sebatang kayu dalam bekas dengan air jika penggantian tersebut berlaku dalam perbuatan.

Sintesis

Untuk mendapatkan carboxymethylcellulose, dari serat selulosa, prosedur Druvacell diikuti:

A) Serat selulosa dirawat dengan isopropanol dan alkali untuk menghasilkan bengkak dan pengionan kumpulan hidroksil.

B) Serat-serat selulosa rawatan terdahulu selanjutnya di alkali dengan rawatan dengan NaOH, mengikut tindak balas berikut:

RceOH + NaOH => RceOH ∙ NaOH

C) Serat selulosa terikat kepada NaOH kemudian bertindak balas dengan natrium kloracetate, dengan itu menghasilkan carboxymethylcellulose natrium:

RceOH ∙ NaOH + CLCH₂COO^-Na => RceOCH₂COO^-Na⁺    +    NaCl + H₂O

Kesatuan kumpulan COO^- untuk selulosa yang berasal dari carboxymethylcellulose menjadikannya larut dalam air dan lebih reaktif.

Apa gunanya (kegunaan)

Carboxymethylcellulose mempunyai banyak kegunaan dan aplikasi kerana sifat hidrofiliknya dan keupayaannya digabungkan dengan pelbagai sebatian. Antara kegunaannya adalah seperti berikut.

Makanan

-Ia digunakan sebagai pemekat dan penstabil makanan. Di samping itu, ia digunakan sebagai serat pemakanan dan pengemulsi. Ia digunakan dalam goncangan krim ais, krim dan krim, serta bantu dalam pembentukan gel dalam jeli dan puding.

-Ia digunakan sebagai agen penggantungan dalam jus buah-buahan dan sebagai koloid pelindung dalam mayonis. Ia juga digunakan untuk menutup permukaan buah-buahan.

-Kerana carboxymethylcellulose tidak dimetabolismakan oleh badan, ia boleh digunakan oleh orang ramai pada diet rendah kalori.

Perubatan

-Penyelesaian carboxymethylcellulose membentuk gel yang digunakan dalam pembedahan jantung, pembedahan toraks dan kornea.

-Dalam operasi thorax, paru-paru terkandung dan dilapisi dengan larutan carboxymethylcellulose. Ini untuk mengelakkan kebocoran udara terkandung dalam alveoli dan kemasukan cecair ke paru-paru.

-Di cawangan ortopedik, carboxymethylcellulose digunakan dalam pelumasan sendi, terutama di pergelangan tangan, lutut dan pinggul. Larutan polimer disuntik ke dalam sendi untuk mencegah hakisan, keradangan dan kemusnahan rawan.

-Ia digunakan dalam rawatan kekeringan mata dan kerengsaan. Ia juga digunakan sebagai agen pelindung untuk mengelakkan kerosakan pada bola mata, seperti yang boleh berlaku dalam penempatan kanta lekap..

-Carboxymethylcellulose juga digunakan dalam rawatan sembelit, memihak kepada pembentukan najis dengan konsistensi yang sesuai. Ia digunakan sebagai julap.

-Gabungan carboxymethylcellulose-heparin telah digunakan untuk pencegahan lekatan semasa pembedahan.

Industri pembinaan

-Ia berfungsi sebagai agen penstabilan dan hidrofilik dalam kebanyakan persediaan simen dan bahan binaan. Memperbaiki penyebaran pasir dalam simen, juga meningkatkan tindakan pelekat simen.

-Ia juga digunakan sebagai sebahagian daripada gam kertas upholstery.

Dalam detergen

Cawangan industri yang mungkin mempunyai penggunaan tertinggi karboksimetilselulosa adalah dalam pembuatan sabun dan detergen. Ia berfungsi sebagai agen menghalang yang menghalang lemak, dikeluarkan dari permukaan kain oleh detergen, daripada menyertai mereka.

Pelekat

-Ia digunakan dalam pembuatan pelekat untuk kertas, kerana ia tidak mencemarkannya, ia tidak mengeluarkan bau dan ia boleh ditanggalkan. Ini menjadikannya ideal untuk digunakan dalam pembaikan buku atau bahan lain.

-Ia juga telah diuji dalam campuran dengan kanji dan formaldehida fenol untuk penyediaan gam yang membolehkan penyambungan lembaran kayu.

Industri wain

Ia digunakan untuk mengelakkan pemendakan garam tartar yang terdapat dalam wain.

Industri kertas

-Pelapik dengan persediaan carboxymethylcellulose kertas wax dan karton mengurangkan penggunaan lilin. Ia juga mengurangkan penggunaan dakwat percetakan, menyebabkan permukaan dengan kecerahan yang lebih tinggi. Di samping itu, permukaan kertas mempunyai kelembutan yang lebih besar dan ketahanan terhadap lemak.

-Carboxymethylcellulose meningkatkan ikatan antara gentian kertas, meningkatkan warna mereka. Ia juga digunakan sebagai penyebaran tambahan dalam penyemperitan serat pulpa selulosa, menghalang pemberbukuan mereka.

Pertanian

Carboxymethylcellulose bertindak sebagai ejen penyebaran bagi racun perosak. Di samping itu, ia digunakan sebagai gam untuk mengikat insektisida ke permukaan daun tumbuhan. Pada masa-masa tertentu, ia digunakan sebagai bantuan dalam kemusnahan beberapa baja yang sangat mencemar.

Kosmetik

Ia digunakan sebagai pemekat, penstabil dan bekas filem dalam krim, losyen, syampu dan produk penjagaan rambut. Di samping itu, ia digunakan dalam penyediaan gel untuk digunakan dalam pembersihan pergigian.

Lukisan

Ia digunakan dalam pengeluaran cat berdasarkan minyak dan varnis, bertindak sebagai agen penebalan dan dispersant pigmen dalam cecair.

Plastik

Ia digunakan untuk meningkatkan kelikatan getah.

Seramik

Ia digunakan untuk menyambung kepingan porselin, kerana penyelesaian carboxymethylcellulose berasal apabila membakar beberapa abu.

Industri tekstil

-Ia digunakan dalam bentuk mentah untuk mengelakkan ubah bentuk kain. Carboxymethylcellulose, dalam kombinasi dengan kanji, digunakan dalam laundri. Ia juga digunakan dalam penamat kain. Semasa pembuatannya, fabrik itu diresapi dengan karboksimetilselulosa dan kemudian dirawat dengan asid dan haba.

-Ia digunakan dalam percetakan kain, berkolaborasi sebagai agen penebalan cat tekstil dan varnis.

Industri farmaseutikal

-Carboxymethylcellulose digunakan dalam salutan tablet ubat. Polimer tidak larut dalam keadaan asid perut, tetapi larut dalam usus kecil, di mana agen terapeutik diserap.

-Ia juga digunakan sebagai pembentuk gel, pembawa ubat-ubatan dalam bentuk salap. Di samping itu, ia digunakan sebagai agen penstabil dalam penggantungan dan emulsi. Ia digunakan sebagai bioadhesive dalam tablet yang mengikat kepada lendir badan.

Rujukan

1. Sidley Chemical. (2018). Sifat-sifat Natrium Carboxymethyl Cellulose. Diperolehi daripada: celluloseether.com
2. Wikipedia. (2018). Carboxymethylcellulose. Diperolehi daripada: en.wikipedia.org
3. QuimiNet. (11 Oktober 2006). Pelbagai aplikasi carboxymethylcellulose. Diperolehi daripada: quiminet.com
4. Gamboni J. & col. (s.f.). Pengoptimuman proses carboxymethylation selulosa dari bagasse tebu. [PDF] Diperolehi daripada: aaiq.org.ar
5. Kombinasi carboxymethylellulose-heparin untuk pencegahan lekatan pembedahan. (2017) Jurnal penyelidikan pembedahan 213: 222-233.