CARBOXYMETHYLCELLULOSE: ANG MGA KATANGIAN, ISTRAKTURA, SYNTHESIS, AY GUMAGAMIT - CHEMISTRY - 2025

Ang carboxymethyl cellulose ay isang tambalang nagmula sa cellulose, isang polimer ng glucose. Tumatanggap din ito ng mga pangalan ng cellulose o carmellose gum. Maaari itong maging sa anyo ng sodium salt.

Ang Carboxymethylcellulose ay hygroscopic at natutunaw sa tubig, hindi tulad ng selulusa, na hindi matutunaw sa tubig. Ang ilang mga -CH ₂ OH na grupo ng mga molekula ng glucose na bumubuo ng cellulose ay nahalili ng mga pangkat -CH ₂ OCH ₂ COOH. Ang pagpapalit na ito ay nagbibigay ng mga katangian ng ionik sa istraktura nito.

Pinagmulan: Ni LHcheM, mula sa Wikimedia Commons

Ngunit ano ang selulusa? Ito ay isang biopolymer na binubuo ng eksklusibo ng mga molekulang β-glucose, na naka-link sa pamamagitan ng mga bono ng β-1,4-o-glucosidic. Ang Cellulose ay may formula (C ₆ H ₁₀ O ₅ ) _{n na} may isang minimum na halaga ng 2000 para sa n. Ang polimer ay maaaring magkaroon ng isang guhit o fibrous na istraktura, na siyang pangunahing sangkap ng dingding ng cell cell.

Ang compact na istraktura nito ay hindi maiiwasan ng tubig at sa gayon ay hindi matutunaw sa loob nito. Sa kabila ng binubuo ng glucose, ang cellulose ay hindi maaaring gamitin ng mga hayop, dahil kulang sila ng enthululase enzyme upang sirain ang β1,4-glucosidic bond.

Ang pangkat ng carboxymethyl na naka-attach sa selulusa ay nagbibigay sa carboxymethylcellulose ng isang negatibong singil sa ibabaw. Ang mga singil na ito ay nagpapahintulot sa paggamit nito sa diskarte sa chromatography ng exchange ng ion, na gumagana bilang isang exchanger ng cation na ginagamit sa paglilinis ng mga protina.

Dahil sa pag-aari ng hydrophilic nito, ang carboxymethylcellulose ay ginagamit sa paggamot ng mga dry mata. Gayundin, dahil sa pag-aari na ito, ginamit ito sa paggawa ng mga lampin at sanitary na produkto ng ganitong uri. Ang mga application na ito ay nagsisilbing halimbawa ng napakalaking listahan ng mga gamit at / o mga aplikasyon na mayroon ang tambalang ito.

Mga katangian ng pisikal at kemikal

Pormula

RnOCH ₂ -COOH

Pisikal na hitsura

Puting pulbos. Sodium carboxymethyl cellulose: puti o gatas na fibrous na mga particle.

Amoy at panlasa

Walang amoy at walang lasa.

Pagkakatunaw ng tubig

Ito ay natutunaw (20 mg / mL).

Solubility sa mga organikong solvent

Ito ay hindi matutunaw sa methanol, ethanol, diethyl eter, acetone, chloroform, at din sa benzene.

Punto ng agnas

274 ° C.

Density

0.7 - 0.9 g / cm ³ .

Acidity

Ito ay katulad ng acetic acid at ang patuloy na dissociation nito ay 5 x 10 ^-5 .

Istraktura

Pinagmulan: Ni Elrond, mula sa Wikimedia Commons

Ang itaas na imahe ay nagpapakita ng istraktura ng isang yunit ng carboxymethylcellulose monomer. Tandaan na ang H ng mga pangkat ng hydroxyl ay nahalili ng mga pangkat ng CH ₂ COOH; Maliban sa pangkat ng OH sa C-3. Iyon ay, ayon sa imahe, ang polimer ay hindi ganap na nahalili.

Ang mga pangkat ng CH ₂ COOH ay maaaring mag-ubos at mapapalibutan ang kanilang sarili sa pamamagitan ng pag-akit ng electrostatic ng Na ⁺ cations : CH ₂ COO ^- Na ⁺ . Salamat sa kanila na ang carboxymethylcellulose ay napaka natutunaw sa tubig, dahil may kakayahang bumubuo ng mga bono ng hydrogen kasama nito (CH ₂ COOH-OH ₂ ). Ito ang pangunahing sanhi ng kanyang minarkahang hydrophilic at hygroscopic character.

Gayundin, ang mga pangkat na ito ay higit na masilaw kaysa sa mga hydroxyls, upang ang mga katangian ng physicochemical ng polimer ay may paggalang sa orihinal na selulusa. Pinipigilan ng malaking sukat nito ang pagbuo ng mga panloob na mga bono ng hydrogen, iyon ay, sa pagitan ng mga chain ng monomeric, na iniiwan ang mga singsing na lubos na nakalantad sa mga pakikipag-ugnay sa tubig.

Samakatuwid, mas malaki ang antas ng pagpapalit ng OH sa pamamagitan ng CH ₂ COOH, mas malaki ang hydrophilic character ng nagreresultang cellulose. Ang mikroskopikong pagkakaiba na ito ay maaaring hindi masyadong halata; ngunit sa mga kaliskis ng macroscopic, ito ay kapareho ng kakayahang matunaw ang isang bloke ng kahoy sa isang lalagyan ng tubig kung ang mga kahalili na nangyari sa lugar.

Sintesis

Upang makakuha ng carboxymethylcellulose, mula sa mga cellulose fibers, sinusunod ang pamamaraan ng Druvacell:

A) Ang mga cellulose fibers ay ginagamot sa isopropanol at alkalis upang maging sanhi ng kanilang pamamaga at ang ionization ng mga pangkat ng hydroxyl.

B) Ang mga cellulose fibers mula sa nakaraang paggamot ay karagdagang alkalized sa pamamagitan ng paggamot sa NaOH, ayon sa sumusunod na reaksyon:

RceOH + NaOH => RceOH ∙ NaOH

C) Ang mga cellulose fibers na nakasalalay sa NaOH pagkatapos ay gumanti sa sodium chloroacetate, kaya gumagawa ng sodium carboxymethylcellulose:

RceOH ∙ NaOH + ClCH ₂ COO ^- Na => RceOCH ₂ COO ^- Na ⁺ + NaCl + H ₂ O

Binding ng COO ^- grupo sa selulusa upang bumuo carboxymethiclulose gumagawa ito natutunaw sa tubig at mas reaktibo.

Ano ito para sa (ginagamit)

Ang Carboxymethylcellulose ay maraming gamit at aplikasyon dahil sa hydrophilicity at ang kakayahang pagsamahin sa maraming mga compound. Kabilang sa mga gamit nito ay ang mga sumusunod.

Mga Pagkain

-Ako ay ginagamit bilang isang pampalapot at pampatatag para sa pagkain. Bilang karagdagan, ginagamit ito bilang isang dietary fiber at emulsifier. Ginagamit ito sa pag-iling ng ice cream, cream at creams, pati na rin isang tulong sa pagbuo ng mga gulaman ng gulaman at puding.

-Ginagamit bilang isang pagsuspinde sa ahente ng prutas at bilang isang proteksiyon na koloid sa mayonesa. Ginagamit din ito upang takpan ang ibabaw ng mga prutas.

-Because carboxymethylcellulose ay hindi na-metabolize ng katawan, maaari itong magamit ng mga tao sa isang diyeta na mababa ang calorie.

Medisina

-Carboxymethylcellulose solution form gels na ginamit sa puso, thoracic at corneal surgeries.

-Sa mga operasyon ng dibdib, ang baga ay naka-tambong at natatakpan ng isang solusyon sa carboxymethylcellulose. Upang maiwasan ang mga pagtagas ng hangin na nakapaloob sa alveoli at ang pagpasok ng mga likido sa mga baga.

-Sa sangay ng orthopedics, ang carboxymethylcellulose ay ginagamit sa pagpapadulas ng mga kasukasuan, lalo na sa mga pulso, tuhod at hips. Ang solusyon ng polimer ay iniksyon sa mga kasukasuan upang maiwasan ang pagguho, pamamaga, at posibleng pagkasira ng kartilago.

-Ginagamit ito sa paggamot ng pagkatuyo at pangangati ng mata. Ginagamit din ito bilang isang proteksyon ahente upang maiwasan ang pinsala sa eyeball, tulad ng maaaring mangyari sa paglalagay ng mga contact lens.

AngCarboxymethylcellulose ay ginagamit din sa paggamot ng tibi, na pinapaboran ang pagbuo ng mga feces na may naaangkop na pagkakapare-pareho. Ginagamit ito bilang isang laxative.

-Ang kombinasyon ng carboxymethylcellulose-heparin ay ginamit upang maiwasan ang pagdirikit sa panahon ng mga operasyon.

Industriya ng Konstruksyon

-Atsts bilang isang nagpapatatag at hydrophilic ahente sa karamihan sa mga paghahanda ng semento at mga materyales sa konstruksyon. Pinapabuti nito ang pagpapakalat ng buhangin sa semento, bilang karagdagan pinatataas nito ang malagkit na pagkilos ng semento.

-Ginagamit din ito bilang bahagi ng mga adhesives para sa mga papel na tapiserya.

Sa mga detergents

Ang sangay ng industriya na marahil ay may pinakamataas na pagkonsumo ng carboxymethylcellulose ay sa paggawa ng mga soaps at detergents. Ito ay gumaganap bilang isang pumipigil sa ahente na pumipigil sa mga taba, na tinanggal mula sa ibabaw ng mga tela sa pamamagitan ng mga detergents, mula sa pagsasama nila.

Pagpili

-Ginagamit ito sa pagpapaliwanag ng mga adhesive para sa papel, dahil hindi ito mantsang, hindi ito binubura ng amoy at natatanggal ito. Ginagawa nitong mainam para magamit sa pag-aayos ng mga libro o iba pang mga materyales.

-Nasuri din ito sa mga mixtures na may starch at phenol formaldehyde para sa pagpapaliwanag ng mga glue na pinapayagan ang unyon ng mga sheet ng kahoy.

Industriya ng alak

Ginagamit ito upang maiwasan ang pag-ulan ng tartaric asing-gamot na naroroon sa alak.

Industriya ng papel

-Ang patong sa carboxymethylcellulose paghahanda ng mga waxed papel at karton ay binabawasan ang pagkonsumo ng mga waxes. Binabawasan din nito ang pagkonsumo ng tinta ng pag-print, na nagreresulta sa mas mataas na gloss ibabaw. Bilang karagdagan, ang ibabaw ng papel ay may higit na kinis at higit na pagtutol sa grasa.

-Carboxymethylcellulose nagpapabuti ang bond sa pagitan ng mga fibers ng papel, pagpapabuti ng kanilang pangkulay. Ginagamit din ito bilang isang pandiwang pantulong sa pagpilit ng mga hibla ng sapal ng cellulose, pag-iwas sa kanilang pag-flocculation.

pagsasaka

Ang Carboxymethylcellulose ay kumikilos bilang isang nagkakalat na ahente para sa mga pestisidyo. Gayundin, ginagamit ito bilang isang pandikit upang maikakabit ang pamatay-insekto sa ibabaw ng mga dahon ng halaman. Sa ilang mga okasyon, ginagamit ito bilang isang tulong sa pagkasira ng ilang mga mataas na polling fertilizers.

Mga kosmetiko

Ginagamit ito bilang isang pampalapot, pampatatag at pelikula dati sa mga cream, lotion, shampoos at mga produkto ng pangangalaga sa buhok. Bilang karagdagan, ginagamit ito sa paghahanda ng mga gels para magamit sa paglilinis ng ngipin.

Mga pintura

Ginagamit ito sa paggawa ng mga pintura at varnish na batay sa langis, na kumikilos bilang isang pampalapot at nagkakalat na ahente para sa mga pigment sa likido.

Mga plastik

Ginagamit ito upang madagdagan ang lagkit ng latex.

Ceramics

Ginagamit ito upang sumali sa mga piraso ng porselana, dahil ang mga solusyon sa carboxymethylcellulose ay nagmula kapag nagluluto ng kaunting abo.

Industriya ng Tela

-Ginagamit ito sa raw form nito upang maiwasan ang pagpapapangit ng mga tela. Ang Carboxymethylcellulose, kasama ang almirol, ay ginagamit sa mga labandera. Ginagamit din ito sa pagtatapos ng mga tela. Sa kanilang paggawa, ang mga tela ay pinapagbinhi ng carboxymethylcellulose at pagkatapos ay ginagamot sa acid at init.

Ito ay ginagamit sa pagpi-print ng mga tela, pakikipagtulungan bilang isang pampalapot na ahente para sa mga textile paints at varnish.

Industriya ng parmasyutiko

-Carboxymethylcellulose ay ginagamit sa patong ng mga tablet tablet. Ang polimer ay hindi matutunaw sa mga kondisyon ng acidic na tiyan, ngunit natutunaw sa maliit na bituka, kung saan ang mga therapeutic agents ay nasisipsip.

-Ginagamit din ito bilang isang dating na gel, mga carrier ng gamot sa anyo ng mga pamahid. Bukod dito, ginagamit ito bilang isang nagpapatatag na ahente sa mga suspensyon at emulsyon. Ginagamit ito bilang isang bioadhesive sa mga tablet na nagbubuklod sa uhog sa katawan.

Mga Sanggunian

1. Sidley Chemical. (2018). Mga Katangian ng Sodium Carboxymethyl Cellulose. Nabawi mula sa: celluloseether.com
2. Wikipedia. (2018). Carboxymethylcellulose. Nabawi mula sa: es.wikipedia.org
3. QuimiNet. (Oktubre 11, 2006). Ang iba't ibang mga aplikasyon ng carboxymethylcellulose. Nabawi mula sa: quiminet.com
4. Gamboni J. & col. (sf). Ang pag-optimize ng proseso ng carboxymethylation ng selulusa mula sa bagasse ng asukal. . Nabawi mula sa: aaiq.org.ar
5. Ang isang kumbinasyon ng carboxymethylellulose-heparin para sa pag-iwas sa mga adhesions ng kirurhiko. (2017) Ang Journal ng operasyon ng pananaliksik 213: 222-233.