La cel·lulosa polianiònica (PAC) és un derivat modificat químicament de la cel·lulosa, que és un polisacàrid natural que es troba a les parets cel·lulars de les plantes.El PAC s'utilitza habitualment en diverses indústries, com ara la perforació de petroli, el processament d'aliments, els productes farmacèutics i els cosmètics, a causa de les seves propietats químiques úniques.La seva composició química, estructura i propietats el converteixen en un additiu essencial en moltes aplicacions.
Estructura de cel·lulosa:
La cel·lulosa és un polisacàrid lineal compost d'unitats repetides de molècules de β-D-glucosa unides per enllaços glicosídics β(1→4).Cada unitat de glucosa conté tres grups hidroxil (-OH), que són crucials per a la modificació química.
Modificació química:
La cel·lulosa polianiònica es produeix mitjançant la modificació química de la cel·lulosa.El procés de modificació implica la introducció de grups aniònics a la columna vertebral de la cel·lulosa, dotant-li de propietats específiques.Els mètodes comuns per modificar la cel·lulosa inclouen les reaccions d'eterificació i d'esterificació.
Grups aniònics:
Els grups aniònics afegits a la cel·lulosa durant la modificació imparteixen propietats polianiòniques al polímer resultant.Aquests grups poden incloure grups carboxilats (-COO⁻), sulfats (-OSO₃⁻) o fosfats (-OPO₃⁻).L'elecció del grup aniònic depèn de les propietats desitjades i de les aplicacions previstes de la cel·lulosa polianiònica.
Composició química del PAC:
La composició química de la cel·lulosa polianiònica varia segons el mètode de síntesi específic i l'aplicació prevista.No obstant això, en general, la PAC consisteix principalment en una columna vertebral de cel·lulosa amb grups aniònics units a ella.El grau de substitució (DS), que fa referència al nombre mitjà de grups aniònics per unitat de glucosa, pot variar i influeix molt en les propietats del PAC.
Exemple d'estructura química:
Un exemple de l'estructura química de la cel·lulosa polianiònica amb grups carboxilats és el següent:
Estructura de cel·lulosa polianiònica
En aquesta estructura, els cercles blaus representen unitats de glucosa de la columna vertebral de la cel·lulosa, i els cercles vermells representen grups aniònics carboxilats (-COO⁻) units a algunes de les unitats de glucosa.
Propietats:
La cel·lulosa polianiònica presenta diverses propietats desitjables, com ara:
Modificació de la reologia: pot controlar la viscositat i la pèrdua de fluids en diverses aplicacions, com ara fluids de perforació a la indústria petroliera.
Retenció d'aigua: el PAC pot absorbir i retenir aigua, per la qual cosa és útil en productes que requereixen control d'humitat, com ara productes alimentaris o formulacions farmacèutiques.
Estabilitat: millora l'estabilitat i el rendiment en diverses formulacions evitant la separació o l'agregació de fases.
Biocompatibilitat: en moltes aplicacions, el PAC és biocompatible i no tòxic, el que el fa adequat per al seu ús en productes farmacèutics i alimentaris.
Aplicacions:
La cel·lulosa polianiònica troba aplicacions en diverses indústries:
Fluids de perforació de petroli: PAC és un additiu clau en fangs de perforació per controlar la viscositat, la pèrdua de fluids i la inhibició de l'esquist.
Processament d'aliments: s'utilitza com a espessidor, estabilitzador o agent de retenció d'aigua en productes alimentaris com salses, amaniments i begudes.
Farmacèutics: el PAC serveix com a aglutinant, desintegrant o modificador de la viscositat en formulacions de comprimits, suspensions i cremes tòpics.
Cosmètics: s'utilitza en productes de cura personal com cremes, locions i xampús per proporcionar control de viscositat i estabilitat.
Fabricació:
El procés de fabricació de la cel·lulosa polianiònica inclou diverses etapes:
Obtenció de cel·lulosa: la cel·lulosa normalment es deriva de la polpa de fusta o de linters de cotó.
Modificació química: la cel·lulosa experimenta reaccions d'eterificació o esterificació per introduir grups aniònics a les unitats de glucosa.
Purificació: la cel·lulosa modificada es purifica per eliminar impureses i subproductes.
Assecat i envasat: la cel·lulosa polianiònica purificada s'asseca i s'envasa per a la seva distribució a diverses indústries.
La cel·lulosa polianiònica és un derivat de la cel·lulosa modificat químicament amb grups aniònics units a la columna vertebral de la cel·lulosa.La seva composició química, inclòs el tipus i la densitat dels grups aniònics, determina les seves propietats i la seva idoneïtat per a diverses aplicacions en indústries com ara la perforació del petroli, el processament d'aliments, la farmacèutica i la cosmètica.Mitjançant un control precís de la seva síntesi i formulació, la cel·lulosa polianiònica continua sent un additiu indispensable en nombrosos productes i processos arreu del món.
Hora de publicació: 11-abril-2024