カルボキシメチルセルロースは、セルロースから誘導される化合物、グルコースのポリマーです。それはまたセルロースまたはカルメロースガムの名前を受け取ります。それはナトリウム塩の形であることができます。
カルボキシメチルセルロースは、水に不溶性のセルロースとは異なり、吸湿性で水に溶けます。セルロースを構成するグルコース分子の一部の-CH 2 OH 基は、-CH 2 OCH 2 COOH基で置換されます。この置換により、その構造にイオン特性が与えられます。
出典：Wikimedia CommonsのLHcheMによる
しかし、セルロースとは何ですか？これは、β-1,4-o-グルコシド結合で結合された、β-グルコース分子のみで構成された生体高分子です。セルロースの式は（C 6 H 10 O 5）nで、nの最小値は2000です。ポリマーは、植物細胞壁の主成分である線状または繊維状構造を有することができる。
そのコンパクトな構造は水が浸透しないため、水に不溶です。セルロースはグルコースで構成されていますが、β1,4-グルコシド結合を切断するためのセルラーゼ酵素がないため、動物は使用できません。
セルロースに結合したカルボキシメチル基は、カルボキシメチルセルロースに負に帯電した表面を与えます。これらの電荷は、タンパク質の精製に使用されるカチオン交換体として機能するイオン交換クロマトグラフィー技術での使用を可能にします。
その親水性のため、カルボキシメチルセルロースはドライアイの治療に使用されます。同様に、この特性により、このタイプのおむつや生理用品の製造にも使用されています。これらのアプリケーションは、このコンパウンドが持つ用途やアプリケーションの膨大なリストの例として機能します。
物理的および化学的特性
式
RnOCH 2 -COOH
外見
白い粉。カルボキシメチルセルロースナトリウム：白色または乳白色の繊維状粒子。
においと味
無臭で無味。
水溶性
溶解性があります（20 mg / mL）。
有機溶剤への溶解性
メタノール、エタノール、ジエチルエーテル、アセトン、クロロホルム、ベンゼンにも不溶です。
分解点
274°C。
密度
0.7-0.9 g / cm 3。
酸度
これは酢酸に似ており、その解離定数は5 x 10 -5です。
構造
出典：Elrond、Wikimedia Commons
上の画像は、カルボキシメチルセルロースモノマーユニットの構造を示しています。ヒドロキシル基のHがCH 2 COOH 基で置換されていることに注意してください。C-3のOH基を除く。つまり、画像によると、ポリマーは完全に置換されていません。
CH 2 COOH グループは、Na +カチオンの静電引力によって脱プロトン化し、取り囲むことができます：CH 2 COO - Na +。カルボキシメチルセルロースは、それと水素結合を形成することができるため（CH 2 COOH-OH 2）、水溶性が非常に高いのは、彼らのおかげです。これは、その顕著な親水性と吸湿性の特徴の主な原因です。
また、これらの基はヒドロキシルよりもはるかに体積が大きいため、元のセルロースに対してポリマーの物理化学的性質が変化します。その大きなサイズは、内部水素結合の形成、つまりモノマー鎖間の形成を防ぎ、リングが水との相互作用に完全にさらされたままにします。
したがって、OHのCH 2 COOH による置換度が大きいほど、得られるセルロースの親水性は大きくなる。微視的には、この違いはそれほど明白ではないかもしれません。しかし、巨視的なスケールでは、そのような置換がその場で発生した場合、水の容器に木材のブロックを溶解することができるのと同じです。
合成
セルロース繊維からカルボキシメチルセルロースを取得するには、Druvacellの手順に従います。
A）セルロース繊維は、膨潤とヒドロキシル基のイオン化を引き起こすために、イソプロパノールとアルカリで処理されます。
B）前の処理からのセルロース繊維は、次の反応に従って、NaOHでの処理によってさらにアルカリ化されます。
RceOH + NaOH => RceOH∙NaOH
C）NaOHに結合したセルロース繊維は、クロロ酢酸ナトリウムと反応して、カルボキシメチルセルロースナトリウムを生成します。
RceOH∙NaOH + ClCH 2 COO - Na => RceOCH 2 COO - Na + + NaCl + H 2 O
COOの結合-基をセルロースには、それが水に可溶性であり、より反応性carboxymethiclulose作るを形成します。
用途（用途）
カルボキシメチルセルロースは、その親水性と多数の化合物と組み合わせる能力により、数多くの用途と用途があります。その用途には次のものがあります。
食品
・食品の増粘剤・安定剤として使用されています。また、食物繊維や乳化剤としても使用されています。アイスクリーム、クリーム、クリームのシェイクに使用されるほか、ゼラチンゲルやプリンの形成にも使用されます。
-フルーツジュースの懸濁剤やマヨネーズの保護コロイドとして使用されています。果物の表面を覆うためにも使用されます。
-カルボキシメチルセルロースは体内で代謝されないため、低カロリーの食事をしている人でも使用できます。
薬
-カルボキシメチルセルロース溶液は、心臓、胸部、角膜の手術で使用されるゲルを形成します。
-胸部手術では、肺はホチキス止めされ、カルボキシメチルセルロース溶液で覆われています。これは、肺胞に含まれる空気の漏れと肺への液体の侵入を防ぐためです。
-整形外科の分野では、カルボキシメチルセルロースは関節、特に手首、膝、腰の潤滑に使用されています。ポリマー溶液を関節に注入して、侵食、炎症、および軟骨の破壊の可能性を防ぎます。
-それは乾燥および目の刺激の処置で使用されます。また、コンタクトレンズの配置で発生する可能性がある眼球への損傷を防ぐための保護剤としても使用されます。
-カルボキシメチルセルロースは便秘の治療にも使用され、適切な一貫性で糞便の形成を促進します。下剤として使用されます。
-カルボキシメチルセルロース-ヘパリンの組み合わせは、手術中の癒着を防ぐために使用されています。
建設業
-ほとんどのセメントの準備および建築材料の安定化し、親水性代理店として機能。それはセメントの砂の分散を改善し、さらにそれはセメントの接着作用を高めます。
・張り紙用接着剤の一部としても使用されています。
洗剤で
おそらくカルボキシメチルセルロースの消費量が最も多い産業分野は、石鹸と洗剤の製造です。洗剤によって布地の表面から取り除かれた脂肪が再び結合するのを防ぐ抑制剤として機能します。
接着剤
・紙の接着剤の加工などに使用され、汚れがつかないので臭いがなく、取り外しも可能です。これにより、本やその他の材料の修復に最適です。
-また、ウッドシートの結合を可能にする接着剤の生成のために、デンプンとフェノールホルムアルデヒドとの混合物でテストされました。
ワイン産業
ワインに含まれる酒石酸塩の沈殿を防ぐために使用されます。
製紙業
-ワックスをかけた紙と段ボールのカルボキシメチルセルロース製剤によるコーティングは、ワックスの消費を減らします。また、印刷用インクの消費を抑え、表面の光沢を高めます。さらに、紙の表面は滑らかさが増し、耐グリース性が向上します。
-カルボキシメチルセルロースは、紙の繊維間の結合を改善し、それらの着色を改善します。また、セルロースパルプの繊維の押出しにおいて、それらの凝集を回避するための補助分散剤として使用されます。
農業
カルボキシメチルセルロースは、農薬の分散剤として機能します。また、殺虫剤を植物の葉の表面に接着する接着剤としても使用されます。場合によっては、汚染度の高い肥料の分解を助けるために使用されます。
化粧品
クリーム、ローション、シャンプー、ヘアケア製品の増粘剤、安定剤、皮膜形成剤として使用されます。さらに、歯の洗浄に使用するゲルの調製にも使用されます。
塗料
油性塗料やワニスの製造に使用され、液体中の顔料の増粘分散剤として機能します。
プラスチック
ラテックスの粘度を上げるために使用します。
セラミックス
カルボキシメチルセルロース溶液は、灰を少し焼くと発生するため、磁器片の接合に使用されます。
織物産業
-生地の変形を防ぐために、そのままの形で使用されます。カルボキシメチルセルロースは、デンプンと組み合わせて、ランドリーで使用されます。生地の仕上げにも使用されます。それらの製造中、布はカルボキシメチルセルロースで含浸され、次に酸と熱で処理されます。
-織物の印刷に使用され、テキスタイルペイントやワニスの増粘剤として協力します。
製薬業界
-カルボキシメチルセルロースは、薬の錠剤のコーティングに使用されます。ポリマーは胃の酸性条件では不溶性ですが、治療薬が吸収される小腸では可溶です。
-また、ゲル形成剤、軟膏の形の薬物担体としても使用されます。さらに、懸濁液や乳濁液の安定剤としても使用されています。体の粘液に結合する錠剤の生体接着剤として使用されます。
参考文献
- シドリーケミカル。（2018）。カルボキシメチルセルロースナトリウムの性質。回収元：セルロースエーテル.com
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- 外科的癒着の予防のためのカルボキシメチルセルロース-ヘパリンの組み合わせ。（2017）外科研究のジャーナル213：222-233。