- Caractéristiques physiques et chimiques
- Formule
- Aspect physique
- Odeur et goût
- Solubilité dans l'eau
- Solubilité dans les solvants organiques
- Point de décomposition
- Densité
- Acidité
- Structure
- Synthèse
- À quoi ça sert (utilisations)
- nourriture
- Médicament
- Industrie de construction
- Dans les détergents
- Adhésifs
- Industrie du vin
- Industrie du papier
- agriculture
- Produits de beauté
- Des peintures
- Plastiques
- Céramique
- Industrie du textile
- Industrie pharmaceutique
- Références
La carboxyméthylcellulose est un composé dérivé de la cellulose, un polymère du glucose. Il reçoit également les noms de cellulose ou de gomme carmellose. Cela peut être sous forme de sel de sodium.
La carboxyméthylcellulose est hygroscopique et soluble dans l'eau, contrairement à la cellulose, qui est insoluble dans l'eau. Certains groupes –CH 2 OH des molécules de glucose qui composent la cellulose sont remplacés par des groupes –CH 2 OCH 2 COOH. Cette substitution confère des propriétés ioniques à sa structure.
Source: Par LHcheM, de Wikimedia Commons
Mais qu'est-ce que la cellulose? C'est un biopolymère constitué exclusivement de molécules de β-glucose, liées par des liaisons β-1,4-o-glucosidiques. La cellulose a la formule (C 6 H 10 O 5) n avec une valeur minimale de 2000 pour n. Le polymère peut avoir une structure linéaire ou fibreuse, étant le constituant principal de la paroi cellulaire végétale.
Sa structure compacte est impénétrable à l'eau et donc insoluble dans celle-ci. Bien qu'elle soit constituée de glucose, la cellulose ne peut pas être utilisée par les animaux, car ils n'ont pas l'enzyme cellulase pour rompre les liaisons β1,4-glucosidiques.
Le groupe carboxyméthyle attaché à la cellulose donne à la carboxyméthylcellulose une surface chargée négativement. Ces charges permettent son utilisation dans la technique de chromatographie par échange d'ions, fonctionnant comme un échangeur de cations utilisé dans la purification des protéines.
En raison de sa propriété hydrophile, la carboxyméthylcellulose est utilisée dans le traitement des yeux secs. De même, en raison de cette propriété, il a été utilisé dans la fabrication de couches et de produits d'hygiène de ce type. Ces applications servent d'exemple de l'énorme liste d'utilisations et / ou d'applications de ce composé.
Caractéristiques physiques et chimiques
Formule
RnOCH 2 -COOH
Aspect physique
Poudre blanche. Carboxyméthylcellulose sodique: particules fibreuses blanches ou laiteuses.
Odeur et goût
Inodore et insipide.
Solubilité dans l'eau
Il est soluble (20 mg / mL).
Solubilité dans les solvants organiques
Il est insoluble dans le méthanol, l'éthanol, l'éther diéthylique, l'acétone, le chloroforme et également dans le benzène.
Point de décomposition
274 ° C
Densité
0,7 à 0,9 g / cm 3.
Acidité
Il est similaire à l'acide acétique et sa constante de dissociation est de 5 x 10 -5.
Structure
Source: Par Elrond, de Wikimedia Commons
L'image du haut montre la structure d'une unité monomère de carboxyméthylcellulose. Il faut noter que les H des groupes hydroxyle sont substitués par les groupes CH 2 COOH; Sauf pour le groupe OH en C-3. Autrement dit, selon l'image, le polymère n'est pas complètement substitué.
Les groupes CH 2 COOH peuvent se déprotoner et s'entourer par attraction électrostatique de cations Na +: CH 2 COO - Na +. C'est grâce à eux que la carboxyméthylcellulose est très soluble dans l'eau, car elle est capable de former des liaisons hydrogène avec elle (CH 2 COOH-OH 2). C'est la cause principale de son caractère hydrophile et hygroscopique marqué.
En outre, ces groupes sont beaucoup plus volumineux que les hydroxyles, de sorte que les propriétés physico-chimiques du polymère changent par rapport à la cellulose d'origine. Sa grande taille empêche la formation de liaisons hydrogène internes, c'est-à-dire entre les chaînes monomères, laissant les anneaux totalement exposés aux interactions avec l'eau.
Par conséquent, plus le degré de substitution de OH par CH 2 COOH est élevé, plus le caractère hydrophile de la cellulose obtenue est important. Au microscope, cette différence peut ne pas être très évidente; mais aux échelles macroscopiques, ce serait la même chose que de pouvoir dissoudre un bloc de bois dans un récipient d'eau si de telles substitutions se produisaient sur place.
Synthèse
Pour obtenir de la carboxyméthylcellulose, à partir de fibres de cellulose, la procédure Druvacell est suivie:
A) Les fibres de cellulose sont traitées avec de l'isopropanol et des alcalis afin de provoquer leur gonflement et l'ionisation des groupements hydroxyles.
B) Les fibres de cellulose du traitement précédent sont encore alcalinisées par traitement au NaOH, selon la réaction suivante:
RceOH + NaOH => RceOH ∙ NaOH
C) Les fibres de cellulose liées au NaOH réagissent ensuite avec le chloroacétate de sodium, produisant ainsi de la carboxyméthylcellulose sodique:
RceOH ∙ NaOH + ClCH 2 COO - Na => RceOCH 2 COO - Na + + NaCl + H 2 O
La liaison du COO - groupe de cellulose pour former carboxymethiclulose le rend soluble dans l' eau et plus réactives.
À quoi ça sert (utilisations)
La carboxyméthylcellulose a de nombreuses utilisations et applications en raison de son caractère hydrophile et de sa capacité à se combiner avec de nombreux composés. Parmi ses utilisations sont les suivantes.
nourriture
-Il est utilisé comme épaississant et stabilisant pour les aliments. De plus, il est utilisé comme fibre alimentaire et émulsifiant. Il est utilisé dans le shake de la crème glacée, des crèmes et des crèmes, ainsi que pour aider à la formation de gels de gélatine et de puddings.
-Utilisé comme agent de suspension dans les jus de fruits et comme colloïde protecteur dans la mayonnaise. Il est également utilisé pour recouvrir la surface des fruits.
-Parce que la carboxyméthylcellulose n'est pas métabolisée par l'organisme, elle peut être utilisée par les personnes suivant un régime hypocalorique.
Médicament
-Les solutions de carboxyméthylcellulose forment des gels utilisés dans les chirurgies cardiaques, thoraciques et cornéennes.
-Dans les opérations thoraciques, les poumons sont agrafés et recouverts d'une solution de carboxyméthylcellulose. Ceci afin d'éviter les fuites d'air contenu dans les alvéoles et l'entrée de fluides dans les poumons.
-Dans la branche de l'orthopédie, la carboxyméthylcellulose est utilisée dans la lubrification des articulations, notamment au niveau des poignets, des genoux et des hanches. La solution de polymère est injectée dans les articulations pour empêcher l'érosion, l'inflammation et la destruction possible du cartilage.
-Il est utilisé dans le traitement de la sécheresse et des irritations oculaires. Il est également utilisé comme agent protecteur pour éviter d'endommager le globe oculaire, comme cela peut se produire lors de la mise en place de lentilles de contact.
-La carboxyméthylcellulose est également utilisée dans le traitement de la constipation, favorisant la formation de selles avec la consistance appropriée. Il est utilisé comme laxatif.
-Une combinaison de carboxyméthylcellulose-héparine a été utilisée pour empêcher l'adhérence lors des chirurgies.
Industrie de construction
-Agit comme agent stabilisant et hydrophile dans la plupart des préparations de ciment et des matériaux de construction. Il améliore la dispersion du sable dans le ciment, en plus il augmente l'action adhésive du ciment.
-Il est également utilisé dans le cadre des adhésifs pour papiers d'ameublement.
Dans les détergents
Le secteur industriel qui a peut-être la plus forte consommation de carboxyméthylcellulose est celui de la production de savons et de détergents. Il agit comme un agent inhibiteur qui empêche les graisses, éliminées de la surface des tissus par les détergents, de les rejoindre.
Adhésifs
-Il est utilisé dans l'élaboration d'adhésifs pour le papier, car il ne le tache pas, ne dégage pas d'odeur et est amovible. Cela le rend idéal pour la réparation de livres ou d'autres matériaux.
-Il a également été testé en mélanges avec de l'amidon et du phénol formaldéhyde pour l'élaboration de colles permettant l'union des feuilles de bois.
Industrie du vin
Il est utilisé pour éviter la précipitation des sels tartriques présents dans le vin.
Industrie du papier
-L'enduction avec des préparations de carboxyméthylcellulose des papiers cirés et du carton réduit la consommation de cires. Il réduit également la consommation d'encre d'impression, ce qui se traduit par des surfaces plus brillantes. De plus, la surface du papier a une plus grande douceur et une plus grande résistance à la graisse.
-La carboxyméthylcellulose améliore la liaison entre les fibres du papier, améliorant leur coloration. Il est également utilisé comme dispersant auxiliaire dans l'extrusion des fibres de la pâte de cellulose, évitant leur floculation.
agriculture
La carboxyméthylcellulose agit comme agent dispersant des pesticides. En outre, il est utilisé comme colle pour lier l'insecticide à la surface des feuilles des plantes. À certaines occasions, il est utilisé pour aider à la dégradation de certains engrais hautement polluants.
Produits de beauté
Il est utilisé comme épaississant, stabilisant et filmogène dans les crèmes, lotions, shampooings et produits de soins capillaires. De plus, il est utilisé dans la préparation de gels destinés au nettoyage dentaire.
Des peintures
Il est utilisé dans la production de peintures et vernis à base d'huile, agissant comme agent épaississant et dispersant des pigments dans les fluides.
Plastiques
Il est utilisé pour augmenter la viscosité du latex.
Céramique
Il est utilisé pour joindre des pièces de porcelaine, car les solutions de carboxyméthylcellulose proviennent de la cuisson de quelques cendres.
Industrie du textile
-Il est utilisé sous sa forme brute pour éviter la déformation des tissus. La carboxyméthylcellulose, associée à l'amidon, est utilisée dans les blanchisseries. Il est également utilisé dans la finition des tissus. Lors de leur fabrication, les tissus sont imprégnés de carboxyméthylcellulose puis traités à l'acide et à la chaleur.
-Il est utilisé dans l'impression de tissus, collaborant comme agent épaississant pour les peintures et vernis textiles.
Industrie pharmaceutique
-La carboxyméthylcellulose est utilisée dans le revêtement des comprimés de médicaments. Le polymère est insoluble dans les conditions d'estomac acides, mais soluble dans l'intestin grêle, où les agents thérapeutiques sont absorbés.
-Il est également utilisé comme gel formateur, supports de médicaments sous forme de pommades. De plus, il est utilisé comme agent stabilisant dans les suspensions et les émulsions. Il est utilisé comme bioadhésif dans les comprimés qui se lient au mucus corporel.
Références
- Sidley Chemical. (2018). Propriétés de la carboxyméthylcellulose de sodium. Récupéré de: celluloseether.com
- Wikipédia. (2018). Carboxyméthylcellulose. Récupéré de: es.wikipedia.org
- QuimiNet. (11 octobre 2006). Les différentes applications de la carboxyméthylcellulose. Récupéré de: quiminet.com
- Gamboni J. et col. (sf). Optimisation du processus de carboxyméthylation de la cellulose issue de la bagasse de canne à sucre.. Récupéré de: aaiq.org.ar
- Combinaison carboxyméthylellulose-héparine pour la prévention des adhérences chirurgicales. (2017) Le Journal de la recherche chirurgicale 213: 222-233.