KARBOKSIMETILSELÜLOZ: ÖZELLIKLERI, YAPISI, SENTEZI, KULLANIMLARI - KIMYA - 2024

Karboksimetil selüloz selülozdan türetilen bir bileşiğin, bir glikoz polimerdir. Ayrıca selüloz veya karmeloz sakızının adlarını da alır. Sodyum tuzu şeklinde olabilir.

Karboksimetilselüloz, suda çözünmeyen selülozun aksine higroskopiktir ve suda çözünür. Bazı CH ₂ OH grupları selüloz oluşturan glukoz molekülleri olan ikame edilmiş -CH ile ₂ OCH ₂ COOH gruplarının. Bu ikame yapısına iyonik özellikler kazandırır.

Kaynak: LHcheM, Wikimedia Commons'tan

Peki selüloz nedir? -1,4-o-glukozidik bağlarla bağlanan, yalnızca exc-glikoz moleküllerinden oluşan bir biyopolimerdir. Selüloz, _n için minimum 2000 değeriyle (C ₆ H ₁₀ O ₅ ) _n formülüne sahiptir . Polimer, bitki hücre duvarının ana bileşeni olan doğrusal veya lifli bir yapıya sahip olabilir.

Kompakt yapısı su ile geçilmez ve bu nedenle içinde çözünmez. Selüloz, glikozdan oluşmasına rağmen, β1,4-glukozidik bağları kırmak için selülaz enziminden yoksun oldukları için hayvanlar tarafından kullanılamaz.

Selüloza eklenen karboksimetil grubu, karboksimetilselüloza negatif yüklü bir yüzey verir. Bu yükler, proteinlerin saflaştırılmasında kullanılan bir katyon değiştirici olarak işlev gören iyon değişim kromatografi tekniğinde kullanılmasına izin verir.

Hidrofilik özelliğinden dolayı karboksimetilselüloz kuru gözlerin tedavisinde kullanılır. Aynı şekilde bu özelliğinden dolayı çocuk bezi ve bu tip hijyenik ürünlerin imalatında kullanılmıştır. Bu uygulamalar, bu bileşiğin sahip olduğu muazzam kullanım ve / veya uygulamalar listesinin bir örneğidir.

Fiziksel ve kimyasal özellikler

formül

RnOCH ₂ -COOH

Fiziksel görünüş

Beyaz toz. Sodyum karboksimetil selüloz: beyaz veya süte benzer lifli parçacıklar.

Koku ve tat

Kokusuz ve tatsız.

Su çözünürlüğü

Çözünürdür (20 mg / mL).

Organik çözücülerde çözünürlük

Metanol, etanol, dietil eter, aseton, kloroform ve ayrıca benzende çözünmez.

Ayrışma noktası

274 ° C

Yoğunluk

0,7-0,9 g / cm ³ .

asidite

Asetik aside benzer ve ayrışma sabiti 5 x ^10-5'tir .

yapı

Kaynak: Elrond, Wikimedia Commons'tan

Üstteki resim, bir karboksimetilselüloz monomer biriminin yapısını gösterir. Hidroksil grupları, H, CH ikame edilir Not ₂ COOH grupları ; C-3'teki OH grubu hariç. Yani, görüntüye göre, polimer tamamen ikame edilmemiştir.

CH ₂ COOH grupları deprotone Na elektrostatik çekim ile kendilerini çevreleyen ⁺ katyonları : CH ₂ COO ^- , Na ⁺ . Bu o ile hidrojen bağları (CH oluşturabilen olduğu gibi bir karboksimetilselüloz, suda çok çözünür olan bunların sayesinde ₂ COOH, OH ₂ ). Bu, belirgin hidrofilik ve higroskopik karakterinin ana nedenidir.

Ayrıca, bu gruplar hidroksillerden çok daha hacimlidir, böylece polimerin fizikokimyasal özellikleri orijinal selüloza göre değişir. Büyük boyutu, monomerik zincirler arasında iç hidrojen bağlarının oluşumunu engelleyerek halkaları tamamen su ile etkileşime maruz bırakır.

Bu nedenle, daha büyük bir CH göre OH ile ikame derecesi ₂ COOH, daha fazla elde edilen selüloz hidrofilik yapı. Mikroskobik olarak bu fark çok açık olmayabilir; ancak makroskopik ölçeklerde, bu tür ikameler yerinde meydana gelirse, bir tahta bloğunu bir su kabı içinde çözebilmeyle aynı olacaktır.

sentez

Selüloz liflerinden karboksimetilselüloz elde etmek için Druvacell prosedürü takip edilir:

A) Selüloz lifleri, şişmelerine ve hidroksil gruplarının iyonlaşmasına neden olmak için izopropanol ve alkaliler ile muamele edilir.

B) Önceki işlemden elde edilen selüloz lifleri, aşağıdaki reaksiyona göre NaOH ile işlenerek daha da alkalize edilir:

RceOH + NaOH => RceOH ∙ NaOH

C) NaOH'ye bağlı selüloz lifleri daha sonra sodyum kloroasetat ile reaksiyona girerek sodyum karboksimetilselüloz üretir:

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

COO bağlanması ^- grubunu selüloza su içinde çözünen ve daha fazla reaktif carboxymethiclulose yapar oluşturulur.

Ne için (kullanır)

Karboksimetilselüloz, hidrofilikliği ve çok sayıda bileşikle birleşme kabiliyeti nedeniyle çok sayıda kullanım ve uygulamaya sahiptir. Kullanımları arasında şunlar yer almaktadır.

Gıdalar

-Gıda kıvam arttırıcı ve stabilizatör olarak kullanılır. Ayrıca diyet lifi ve emülgatör olarak kullanılır. Dondurma, krema ve kremlerin karıştırılmasında ve ayrıca jelatin jel ve pudinglerin oluşumunda yardımcı olarak kullanılır.

-Meyve sularında süspanse edici, mayonezde koruyucu kolloid olarak kullanılır. Ayrıca meyvelerin yüzeyini kaplamak için de kullanılır.

-Karboksimetilselüloz vücut tarafından metabolize edilmediği için düşük kalorili diyet uygulayan kişiler tarafından kullanılabilir.

İlaç

-Karboksimetilselüloz solüsyonları kalp, göğüs ve kornea ameliyatlarında kullanılan jelleri oluşturur.

-Göğüs ameliyatlarında akciğerler zımbalanır ve bir karboksimetilselüloz solüsyonu ile kapatılır. Bu, alveollerde bulunan havanın sızmasını ve sıvıların akciğerlere girmesini önlemek içindir.

-Ortopedi branşında özellikle bilek, diz ve kalçalarda eklemlerin yağlanmasında karboksimetilselüloz kullanılır. Polimer solüsyonu, erozyonu, enflamasyonu ve olası kıkırdak tahribatını önlemek için eklemlere enjekte edilir.

-Kurukluk ve göz tahrişi tedavisinde kullanılır. Kontakt lenslerin yerleştirilmesinde meydana gelebilecek gibi göz küresinin zarar görmesini önlemek için koruyucu bir ajan olarak da kullanılır.

-Karboksimetilselüloz da kabızlık tedavisinde kullanılır ve uygun kıvamda dışkı oluşumunu destekler. Müshil olarak kullanılır.

-Ameliyat sırasında yapışmayı önlemek için karboksimetilselüloz-heparin kombinasyonu kullanılmıştır.

Yapı sektörü

-Çoğu çimento preparatlarında ve inşaat malzemelerinde stabilize edici ve hidrofilik bir ajan olarak etki gösterir. Çimentoda kumun dağılmasını iyileştirir, ayrıca çimentonun yapışma etkisini artırır.

- Döşemelik kağıt yapıştırıcılarının bir parçası olarak da kullanılır.

Deterjanlarda

Karboksimetilselüloz tüketiminin belki de en yüksek olduğu sanayi kolu sabun ve deterjan üretimindedir. Deterjanlarla kumaş yüzeyinden çıkarılan yağların tekrar birleşmesini engelleyen önleyici bir ajan görevi görür.

Yapıştırıcılar

-Kağıt üzerinde leke bırakmaması, koku vermemesi ve çıkarılabilir olması nedeniyle yapıştırıcıların hazırlanmasında kullanılır. Bu, kitapların veya diğer materyallerin onarımında kullanım için idealdir.

- Ağaç levhaların birleşmesine izin veren yapıştırıcıların ayrıntılandırılması için nişasta ve fenol formaldehit ile karışımlarda da test edilmiştir.

Şarap endüstrisi

Şarapta bulunan tartarik tuzların çökelmesini önlemek için kullanılır.

Kağıt endüstrisi

- Mumlu kağıtların ve kartonların karboksimetilselüloz preparatları ile kaplanması, mum tüketimini azaltır. Ayrıca baskı mürekkebi tüketimini azaltarak daha parlak yüzeyler elde edilmesini sağlar. Ek olarak, kağıdın yüzeyi daha fazla pürüzsüzlüğe ve yağa karşı daha fazla dirence sahiptir.

-Karboksimetilselüloz, kağıt lifleri arasındaki bağı iyileştirerek renklerini iyileştirir. Aynı zamanda selüloz hamurunun liflerinin topaklanmasını önleyerek ekstrüzyonunda yardımcı bir dağıtıcı olarak da kullanılır.

tarım

Karboksimetilselüloz, pestisitler için bir dağıtma ajanı görevi görür. Ayrıca böcek ilacını bitki yapraklarının yüzeyine yapıştırmak için yapıştırıcı olarak kullanılır. Bazı durumlarda, yüksek derecede kirletici bazı gübrelerin bozulmasına yardımcı olarak kullanılır.

Makyaj malzemeleri

Krem, losyon, şampuan ve saç bakım ürünlerinde kıvam arttırıcı, dengeleyici ve film oluşturucu olarak kullanılır. Ayrıca diş temizliğinde kullanılmak üzere jellerin hazırlanmasında kullanılır.

Boyalar

Sıvılarda bulunan pigmentler için koyulaştırıcı ve dispersiyon ajanı olarak görev yapan yağ bazlı boya ve verniklerin üretiminde kullanılır.

plastik maddeler

Lateksin viskozitesini arttırmak için kullanılır.

Seramik

Karboksimetilselüloz çözeltileri az kül pişirirken ortaya çıktığı için porselen parçalarını birleştirmek için kullanılır.

Tekstil endüstrisi

-Kumaşların deformasyonunu önlemek için ham haliyle kullanılır. Çamaşırhanelerde nişasta ile kombinasyon halinde karboksimetilselüloz kullanılır. Kumaşların terbiyesinde de kullanılır. Üretimleri sırasında kumaşlara karboksimetilselüloz emdirilir ve ardından asit ve ısı ile işlemden geçirilir.

-Tekstil boyaları ve vernikleri için kıvam arttırıcı ajan olarak işbirliği yaparak kumaşların baskısında kullanılır.

İlaç endüstrisi

-Karboksimetilselüloz ilaç tabletlerinin kaplamasında kullanılır. Polimer, asidik mide koşullarında çözünmez, ancak terapötik ajanların emildiği ince bağırsakta çözünür.

-Ayrıca jel oluşturucu, merhem şeklinde ilaç taşıyıcıları olarak da kullanılır. Ayrıca süspansiyon ve emülsiyonlarda stabilize edici ajan olarak kullanılır. Vücut mukusuna bağlanan tabletlerde biyo-yapışkan olarak kullanılır.

Referanslar

1. Sidley Chemical. (2018). Sodyum Karboksimetil Selülozun Özellikleri. Kurtarıldı: celluloseether.com
2. Vikipedi. (2018). Karboksimetilselüloz. Es.wikipedia.org adresinden kurtarıldı
3. QuimiNet. (11 Ekim 2006). Karboksimetilselülozun çeşitli uygulamaları. Quiminet.com'dan kurtarıldı
4. Gamboni J. & col. (Sf). Şeker kamışı küspesinden selülozun karboksimetilasyon işleminin optimizasyonu. . Aaiq.org.ar adresinden kurtarıldı
5. Cerrahi adezyonların önlenmesi için bir karboksimetilelüloz-heparin kombinasyonu. (2017) Cerrahi araştırma Dergisi 213: 222-233.