Karakteristik karboksimetilselulosa, struktur, sintesis, penggunaan



itu carboxymethylcellulose adalah senyawa yang berasal dari selulosa, polimer glukosa. Ini juga menerima nama-nama selulosa atau carmellose. Itu bisa dalam bentuk garam natrium.

Karboksimetilselulosa bersifat higroskopis dan larut dalam air, tidak seperti selulosa, yang tidak larut dalam air. Ini telah menggantikan beberapa grup -CH2OH dari molekul glukosa yang membentuk selulosa oleh kelompok -CH2OCH2COOH. Substitusi ini memberikan sifat ionik pada strukturnya.

Tapi apa itu selulosa? Ini adalah biopolimer yang dibentuk secara eksklusif dari molekul β-glukosa, dihubungkan oleh ikatan β-1,4-o-glukosidik. Selulosa memiliki formula (C6H10O5)n dengan nilai minimum 2000 untuk n. Polimer dapat memiliki struktur linier atau berserat, menjadi konstituen utama dari dinding sel sayuran.

Strukturnya yang ringkas tidak dapat ditembus oleh air dan karenanya tidak dapat larut di dalamnya. Meskipun dibentuk oleh glukosa, selulosa tidak dapat digunakan oleh hewan, karena mereka tidak memiliki enzim selulase untuk memutus ikatan β1,4-glukosidik.

Gugus karboksimetil yang terikat pada selulosa memberikan permukaan karboksimetilselulosa dengan muatan negatif. Biaya ini memungkinkan penggunaannya dalam teknik kromatografi penukar ion, berfungsi sebagai penukar kation yang digunakan dalam pemurnian protein.

Karena sifat hidrofiliknya, karboksimetilselulosa digunakan dalam pengobatan kekeringan mata. Demikian juga, karena properti ini, telah digunakan dalam pembuatan popok dan produk sanitasi jenis ini. Aplikasi ini berfungsi sebagai contoh daftar besar penggunaan dan / atau aplikasi yang dimiliki senyawa ini.

Indeks

  • 1 Karakteristik fisik dan kimia
    • 1.1 Formula
    • 1.2 Penampilan fisik
    • 1.3 Bau dan rasa
    • 1.4 Kelarutan dalam air
    • 1.5 Kelarutan dalam pelarut organik
    • 1.6 Titik dekomposisi
    • 1.7 Kepadatan
    • 1.8 Keasaman
  • 2 Struktur
  • 3 Ringkasan
  • 4 Untuk apa (kegunaan)
    • 4.1 Makanan
    • 4.2 Obat-obatan
    • 4.3 Industri konstruksi
    • 4.4 Dalam deterjen
    • 4.5 Perekat
    • 4.6 Industri anggur
    • 4.7 Industri kertas
    • 4.8 Pertanian
    • 4.9 Kosmetik
    • 4.10 Lukisan
    • 4.11 Plastik
    • 4.12 Keramik
    • 4.13 Industri tekstil
    • 4.14 Industri farmasi
  • 5 Referensi

Karakteristik fisik dan kimia

Formula

RnOCH2-COOH

Penampilan fisik

Bubuk putih. Sodium carboxymethylcellulose: partikel berserat putih atau susu.

Bau dan rasa

Tidak bersalah dan hambar.

Kelarutan dalam air

Ini larut (20 mg / mL).

Kelarutan dalam pelarut organik

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

Titik dekomposisi

274ºC.

Kepadatan

0,7 - 0,9 g / cm3.

Keasaman

Mirip dengan asam asetat dan konstanta disosiasi 5 x 10-5.

Struktur

Pada gambar atas struktur unit monomer karboksimetilselulosa ditunjukkan. Perhatikan bahwa H dari gugus hidroksil disubstitusi oleh gugus CH2COOH; kecuali, bahwa kelompok OH dalam C-3. Artinya, menurut gambar, polimer tidak sepenuhnya diganti.

Kelompok CH2COOH dapat dideprotonasi dan dikelilingi oleh tarikan elektrostatik kation Na+: CH2COO-Na+. Berkat mereka, karboksimetilselulosa sangat larut dalam air, karena dapat membentuk ikatan hidrogen dengannya (CH2COOH-OH2). Ini adalah penyebab utama dari karakter hidrofilik dan higroskopisnya yang ditandai.

Juga, kelompok-kelompok ini jauh lebih banyak daripada hidroksil, sehingga sifat fisikokimia polimer berubah sehubungan dengan selulosa asli. Ukurannya yang besar mencegah pembentukan ikatan hidrogen internal, yaitu di antara rantai monomer, membuat cincin sepenuhnya terpapar pada interaksi dengan air..

Oleh karena itu, semakin besar derajat substitusi OH oleh CH2COOH, semakin besar karakter hidrofilik selulosa yang dihasilkan. Secara mikroskopis, perbedaan ini mungkin tidak terlalu jelas; tetapi dalam skala makroskopik, itu sama dengan mampu melarutkan balok kayu dalam wadah dengan air jika pergantian seperti itu terjadi dalam tindakan.

Sintesis

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

A) Serat selulosa diperlakukan dengan isopropanol dan alkali untuk menghasilkan pembengkakan dan ionisasi gugus hidroksilnya.

B) Serat selulosa dari perlakuan sebelumnya selanjutnya dikalkalisasikan dengan perlakuan dengan NaOH, sesuai dengan reaksi berikut:

RceOH + NaOH => RceOH ∙ NaOH

C) Serat selulosa yang terikat pada NaOH kemudian bereaksi dengan natrium kloroasetat, sehingga menghasilkan natrium karboksimetilselulosa:

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

Persatuan kelompok COO- untuk selulosa berasal karboksimetilselulosa membuatnya larut dalam air dan lebih reaktif.

Untuk apa (kegunaan)

Karboksimetilselulosa memiliki banyak kegunaan dan aplikasi karena sifat hidrofiliknya dan kemampuannya untuk dikombinasikan dengan berbagai senyawa. Di antara kegunaannya adalah sebagai berikut.

Makanan

-Ini digunakan sebagai pengental dan penstabil makanan. Selain itu, digunakan sebagai serat makanan dan pengemulsi. Ini digunakan dalam es krim, krim dan krim, serta tambahan dalam pembentukan gel di jelly dan puding.

-Ini digunakan sebagai agen suspensi dalam jus buah dan sebagai koloid pelindung dalam mayones. Ini juga digunakan untuk menutupi permukaan buah-buahan.

-Karena karboksimetilselulosa tidak dimetabolisme oleh tubuh, karboksimetilselulosa tidak bisa dimetabolisme oleh tubuh..

Obat-obatan

-Larutan karboksimetilselulosa membentuk gel yang digunakan dalam operasi jantung, dada dan kornea.

-Dalam operasi toraks, paru-paru dijepit dan dilapisi dengan larutan karboksimetilselulosa. Ini untuk menghindari kebocoran udara yang terkandung di dalam alveoli dan masuknya cairan ke paru-paru.

-Di cabang ortopedi, karboksimetilselulosa digunakan dalam pelumasan sendi, terutama di pergelangan tangan, lutut dan pinggul. Larutan polimer disuntikkan ke dalam sendi untuk mencegah erosi, peradangan dan kemungkinan kerusakan tulang rawan.

-Ini digunakan dalam perawatan mata kering dan iritasi. Ini juga digunakan sebagai agen pelindung untuk mencegah kerusakan pada bola mata, seperti yang dapat terjadi pada penempatan lensa kontak..

-Karboksimetilselulosa juga digunakan dalam pengobatan konstipasi, mendukung pembentukan tinja dengan konsistensi yang sesuai. Ini digunakan sebagai obat pencahar.

-Kombinasi karboksimetilselulosa-heparin telah digunakan untuk pencegahan adhesi selama operasi.

Industri konstruksi

-Ini bertindak sebagai zat penstabil dan hidrofilik di sebagian besar persiapan semen dan bahan konstruksi. Meningkatkan dispersi pasir dalam semen, juga meningkatkan daya rekat semen.

-Itu juga digunakan sebagai bagian dari lem kertas pelapis.

Dalam deterjen

Cabang industri yang mungkin memiliki konsumsi karboksimetilselulosa tertinggi adalah dalam pembuatan sabun dan deterjen. Ini bertindak sebagai zat penghambat yang mencegah lemak, dihapus dari permukaan kain oleh deterjen, bergabung dengan mereka.

Perekat

-Ini digunakan dalam pembuatan perekat untuk kertas, karena tidak menodai, tidak mengeluarkan bau dan dapat dilepas. Ini membuatnya ideal untuk digunakan dalam perbaikan buku atau bahan lainnya.

-Ini juga telah diuji dalam campuran dengan pati dan fenol formaldehida untuk persiapan lem yang memungkinkan bergabungnya lembaran kayu..

Industri anggur

Ini digunakan untuk menghindari pengendapan garam tartarat yang ada dalam anggur.

Industri kertas

-Lapisan dengan preparasi karboksimetilselulosa dari kertas dan karton lilin mengurangi konsumsi lilin. Ini juga mengurangi konsumsi tinta cetak, menghasilkan permukaan dengan kecerahan lebih tinggi. Selain itu, permukaan kertas memiliki kelembutan yang lebih besar dan ketahanan yang lebih besar terhadap lemak.

-Karboksimetilselulosa meningkatkan ikatan antara serat kertas, meningkatkan warnanya. Ini juga digunakan sebagai dispersan tambahan dalam ekstrusi serat pulp selulosa, mencegah flokulasi mereka.

Pertanian

Carboxymethylcellulose bertindak sebagai agen pendispersi untuk pestisida. Selain itu, digunakan sebagai lem untuk mengikat insektisida ke permukaan daun tanaman. Pada beberapa kesempatan, ini digunakan sebagai bantuan dalam degradasi beberapa pupuk yang sangat berpolusi.

Kosmetik

Itu digunakan sebagai pengental, stabilizer dan film bekas dalam krim, lotion, sampo dan produk perawatan rambut. Selain itu, digunakan dalam persiapan gel untuk digunakan dalam pembersihan gigi.

Lukisan

Ini digunakan dalam produksi cat berdasarkan minyak dan pernis, bertindak sebagai agen penebalan dan dispersan pigmen dalam cairan.

Plastik

Ini digunakan untuk meningkatkan viskositas lateks.

Keramik

Ini digunakan untuk menggabungkan potongan porselen, karena larutan karboksimetilselulosa berasal ketika memanggang beberapa abu.

Industri tekstil

-Ini digunakan dalam bentuk mentah untuk menghindari deformasi kain. Carboxymethylcellulose, dalam kombinasi dengan pati, digunakan dalam binatu. Itu juga digunakan dalam finishing kain. Selama pembuatannya, kain diresapi dengan karboksimetilselulosa dan kemudian diolah dengan asam dan panas.

-Ini digunakan dalam pencetakan kain, berkolaborasi sebagai agen penebalan cat dan pernis tekstil.

Industri farmasi

-Karboksimetilselulosa digunakan dalam lapisan tablet obat. Polimer ini tidak larut dalam kondisi asam lambung, tetapi larut dalam usus kecil, di mana zat-zat terapeutik diserap..

-Itu juga digunakan sebagai pembentuk gel, pembawa obat-obatan dalam bentuk salep. Selain itu, digunakan sebagai zat penstabil dalam suspensi dan emulsi. Ini digunakan sebagai bioadhesif dalam tablet yang mengikat lendir tubuh.

Referensi

  1. Sidley Chemical. (2018). Sifat Sodium Carboxymethyl Cellulose. Diperoleh dari: celluloseether.com
  2. Wikipedia. (2018). Karboksimetilselulosa. Diperoleh dari: en.wikipedia.org
  3. QuimiNet. (11 Oktober 2006). Berbagai aplikasi karboksimetilselulosa. Diperoleh dari: quiminet.com
  4. Gamboni J. & col. (s.f.). Optimalisasi proses karboksimetilasi selulosa dari ampas tebu. [PDF] Diperoleh dari: aaiq.org.ar
  5. Kombinasi karboksimetilelulosa-heparin untuk pencegahan adhesi bedah. (2017) Jurnal penelitian bedah 213: 222-233.