Acid poliacrilic - Biologie
Cât de fierbinte este prea fierbinte pentru viața adâncă sub fundul oceanului?
Antibiotice din bacterii
Migrația celulară: funcția nou descoperită a unei proteine cunoscute
Busolă moleculară pentru alinierea celulelor
Ceea ce face ca frunzele să îmbătrânească toamna
Democrația bibilicilor vultur
Mediul lui Ekembo: Oamenii au trăit și în peisaje deschise
| Genetica | Agricultură, silvicultură și creșterea animalelor
Soiul de grâu a fost creat prin traversarea ierburilor sălbatice
Cât de fierbinte este prea fierbinte pentru viața adâncă sub fundul oceanului?
Acid poliacrilic
la 25 ° C în g 100ml −1 [3]
Acid poliacrilic este un compus chimic produs sintetic și un polimer cu greutate moleculară mare de acid acrilic. Acidul poliacrilic este de obicei o pulbere albă higroscopică și este fie inodor sau are un miros ușor acid.
Acidul poliacrilic este capabil să formeze geluri atunci când apa este absorbită în intervalul pH-neutru până la slab bazic și, prin urmare, este utilizat ca agent de îngroșare, de exemplu în preparatele farmaceutice și cosmetice, dar și în vopsele, lubrifianți și alte produse utilizate tehnic.
Acidul poliacrilic apare în diferite grade de polimerizare.
caracteristici
Acidul poliacrilic - sub formă de pulbere - este alb, higroscopic, fie fără miros vizibil, fie cu miros ușor acru. Polimerul nu este foarte reticulat și conține 56% până la 68% grupe carboxi. Valoarea pKA este de 6,0 ± 0,5 (Carbopol 934). [4] Informațiile privind densitatea în vrac variază între aproximativ 0,2 g · cm −3 [4] [5] și 2,08 g · cm −3 [6] cu o dimensiune a particulelor de 2 până la 6 µm. Granulele de acid poliacrilic au dimensiuni ale granulelor între 180 și 425 µm.
Suspensiile apoase de acid poliacrilic 1% au un pH de 2,5 până la 3,2. Numai după adăugarea unui acceptor de protoni (de exemplu, trometamol (Tris), hidroxid de amoniu (apă amoniacală) sau hidroxid de sodiu (sodă caustică)) începe formarea gelului: grupurile carboxi sunt deprotonate și se resping reciproc, lanțurile de polimeri înfășurate anterior se întind și formează o structură coloidală liniară Apa este stocată. Formarea gelului este dependentă de pH. Dacă se depășește o anumită valoare a pH-ului, structura gelului se descompune și gelul se lichefiază. Structurile gelului sunt, de asemenea, sensibile la acizi puternici, cationi încărcați multipli și polimeri cationici. [7] Chiar și concentrațiile scăzute de cationi (cum ar fi Ca 2+, Al 3+) pot duce la lichefiere sau coagulare (floculare) a gelului. În astfel de cazuri, complexarea cationilor polivalenți cu, de exemplu, edetat de sodiu are un efect stabilizator.
În funcție de gradul de polimerizare (masa molară), se face distincția între diferite tipuri, ale căror geluri diferă prin vâscozitatea lor.
Tipuri utilizate farmaceutic
Farmacopeea Statelor Unite (USP) diferențiază acizii poliacrilici homopolimerici (Carbomeri) în tipurile A, B și C, ale căror geluri sunt caracterizate de vâscozități diferite, relevante farmaceutic. Acestea corespund cu așa-numita masă molară medie a vâscozității Mv (Vâscozitatea Greutate moleculară medie), [8] care se determină aproximativ prin vâscozitate și este, de asemenea, utilizat pentru a face diferența între tipuri.
| Viscozitate [mPas] | 4.000-11.000 | 25.000-45.000 | 40.000-60.000 |
| Masa molară relativă aproximativă Mv [g · mol −1] | 1.250.000 | 3.000.000 | 4.000.000 |
| Tipuri comerciale, fără benzen (exemple) | Carbopol 981, Carbopol 971, Carbopol 71G | Carbopol 974P, Carbopol 984, Carbopol 5984 | Carbopol 980 |
| Vâscozitățile sunt determinate în condiții definite (concentrație 0,5%, pH 7,3-7,8 la 25 ° C) cu un viscozimetru de rotație (corp de măsurare a fusului) ca vâscozitate relativă sau „aparentă”. | |||
Clasele carbomer farmaceutice care corespund Farmacopeei Europene au vâscozități de la 300 la 115.000 mPas sub formă de geluri de 0,5%.
Restricția anterioară a aplicării acizilor poliacrilici la uz extern, care se baza pe prezența reziduurilor de solvenți toxici (benzen) din procesul de sinteză, nu mai este relevantă. Clasele farmaceutice sunt acum fabricate fără benzen și sunt foarte pure (conținut maxim de benzen 2 ppm). Proporția de acid acrilic monomeric este limitată la 0,25%.
Cu toate acestea, carburanții utilizați tehnic și în gospodării conțin de obicei benzen rezidual.
Carbomerii sunt, de asemenea, potriviți ca agenți de ameliorare a vâscozității pentru preparate apoase-alcoolice și alcoolice. [3]
De regulă, acidul poliacrilic este prietenos cu pielea și poate fi utilizat și pe membranele mucoase; este iritant doar în concentrații mai mari.
Pericol (etichetare conform legii substanțelor periculoase)
Acidul poliacrilic este netoxic și nu există pericole care necesită etichetare în sensul directivelor CE. Tipurile care conțin substanțe îngrijorătoare rezultate din procesul de fabricație în cantități care fac obiectul etichetării trebuie etichetate corespunzător. Tipurile care conțin benzen, de exemplu, sunt clasificate ca GHS08 și toxice (T) - în sensul orientărilor CE. [2] Ei poartă propozițiile R: 45 - 46 și S: 53 - 45, sau H: 340 - 350 și P: 201 - 308 + 313. Tipurile fără benzen nu sunt etichetate cu substanțe periculoase. [9]
Toate tipurile pot forma un amestec exploziv de praf-aer.
sinteză
Acidul poliacrilic este sintetizat prin polimerizare radicală în prezența peroxizilor cu compuși azoici sau alți formatori radicali ca inițiatori de polimerizare.
Un exemplu concret arată astfel: Acidul acrilic este plasat într-un reactor de polimerizare cu cantități mici de alil pentaeritritol, un peroxid organic și un amestec de solvenți ciclohexan și acetat de etil. Apoi este amestecat, polimerizat, uscat și zdrobit. [3]
Pentru a produce carbomeri în conformitate cu Farmacopeea Europeană, cantități mici de polialcheni eteri ai zaharurilor sau polialcoolilor sunt reticulați. Farmacopeea SUA (USP) conduce sub monografie Homopolimer carbomer de asemenea, reticulare cu eteri alilici ai alcoolilor polihidrici (de exemplu, pentaeritritol).
Este posibilă și producerea prin saponificare a precursorilor de poliacrilonitril corespunzători sau prin polimerizarea oxidativă a acroleinei și a peroxidului de hidrogen. [3]
utilizare
Utilizare farmaceutică și medicală
- Ca gel pentru fabricarea formelor de dozare pentru aplicare pe piele și mucoase. Carbomerii sunt, de asemenea, potriviți pentru producția de geluri adezive. [3] În acest scop, carbomerul este prelucrat în parafină groasă în concentrație mare, astfel încât se creează un preparat semi-solid. Abia după ce a fost aplicat pe membranele mucoase umede, gelul, care este foarte adeziv, se dezvoltă prin absorbția apei.
- Ca adjuvant de creștere a vâscozității în produsele farmaceutice lichide pentru a preveni sedimentarea/cremarea în sistemele dispersate sau pentru a îmbunătăți dozarea.
- Ca pseudo-emulgatori, carbomerii stabilizează emulsiile ulei-în-apă. Amine alifatice cu lanț lung, cum ar fi de ex. Stearilamina utilizată. [1]
- Ca agent de legare în tablete.
- Ca ingredient în înlocuitori lacrimali. Datorită efectului de legare a umezelii, membranele mucoase ale ochilor sunt menținute umede.
| Gel constructor | 0,5-2 |
| Dispersie | 0,5-1 |
| Emulsificare | 0,1-0,5 |
| liant | 5-10 |
Alte domenii de aplicare
Acidul poliacrilic este, de asemenea, utilizat în lubrifianți pe bază de emulsie, în cerneluri de tipărit, în lustruri și ceruri, în vopsele sau vopsele, în acoperiri rezistente la apă sau ulei, produse cosmetice și în „specialități industriale”. [1]