Полиакрилова киселина - Биология
Колко горещо е твърде горещо за живота дълбоко под дъното на океана?
Антибиотици от бактерии
Клетъчна миграция: новооткрита функция на известен протеин
Молекулярен компас за подравняване на клетките
Какво кара листата да стареят през есента
Демокрацията на лешоядите токачки
Околната среда на Ekembo: Хората също живееха в открити пейзажи
| Генетика | Земеделие, горско стопанство и животновъдство
Сортът пшеница е създаден чрез кръстосване на диви треви
Колко горещо е твърде горещо за живота дълбоко под дъното на океана?
Полиакрилова киселина
при 25 ° C в g 100 ml -1 [3]
Полиакрилова киселина е синтетично произведено химично съединение и полимер с високо молекулно тегло на акрилова киселина. Полиакриловата киселина обикновено е под формата на хигроскопичен, бял прах и е или без мирис, или има леко кисел мирис.
Полиакриловата киселина е способна да образува гелове при абсорбиране на вода в неутрално до рН до слабо алкално ниво и поради това се използва като сгъстител, например във фармацевтични и козметични препарати, но също така и в бои, смазки и други технически използвани продукти.
Полиакриловата киселина се среща в различна степен на полимеризация.
характеристики
Полиакриловата киселина - като прах - е бяла, хигроскопична, или без забележима миризма, или с леко кисела миризма. Полимерът не е много омрежен и съдържа 56% до 68% карбокси групи. Стойността на рКА е 6,0 ± 0,5 (Carbopol 934). [4] Информацията за обемната плътност варира между приблизително 0,2 g · cm −3 [4] [5] и 2,08 g · cm −3 [6] с размер на частиците от 2 до 6 µm. Гранулите на полиакрилова киселина имат зърнени размери около 180 до 425 µm.
1% водни суспензии на полиакрилова киселина имат рН от 2,5 до 3,2. Едва след добавянето на протонен акцептор (напр. Трометамол (Tris), амониев хидроксид (амонячна вода) или натриев хидроксид (сода каустик)) започва образуването на гел: карбоксилните групи се депротонират и отблъскват, предварително навити полимерни вериги се разтягат и образуват линейна колоидна структура, в която Водата се съхранява. Образуването на гел зависи от рН. Ако се надвиши определена стойност на pH, структурата на гела се разпада и гелът се втечнява. Гелевите структури също са чувствителни към силни киселини, многократно заредени катиони и катионни полимери. [7] Дори ниските концентрации на катион (като Ca 2+, Al 3+) могат да доведат до втечняване или коагулация (флокулация) на гела. В такива случаи комплексирането на поливалентните катиони, например с натриев едетат, има стабилизиращ ефект.
В зависимост от степента на полимеризация (моларна маса) се прави разлика между различни видове, геловете от които се различават по своя вискозитет.
Видове, използвани фармацевтично
Фармакопеята на САЩ (USP) диференцира хомополимерните полиакрилни киселини (Карбомери) в типове A, B и C, чиито гелове се характеризират с различни, фармацевтично значими вискозитети. Те съответстват на т. Нар. Средна вискозитетна моларна маса Mv (Вискозитет Средно молекулно тегло), [8] което се определя приблизително чрез вискозитета и също се използва за разграничаване между типовете.
| Вискозитет [mPas] | 4000-11 000 | 25 000-45 000 | 40 000-60 000 |
| Приблизителна относителна моларна маса Mv [g · mol −1] | 1 250 000 | 3 000 000 | 4 000 000 |
| Търговски видове, без бензен (примери) | Carbopol 981, Carbopol 971, Carbopol 71G | Carbopol 974P, Carbopol 984, Carbopol 5984 | Карбопол 980 |
| Вискозитетите се определят при определени условия (концентрация 0,5%, рН 7,3-7,8 при 25 ° C) с въртящ се вискозиметър (тяло за измерване на шпиндела) като относителен или "привиден" вискозитет. | |||
Фармацевтичните карбомери, които съответстват на Европейската фармакопея, имат вискозитет от 300 до 115 000 mPas като 0,5% гелове.
Предишното ограничение на приложението на полиакрилни киселини за външна употреба, което се основаваше на наличието на остатъци от токсични разтворители (бензен) от процеса на синтез, вече не е значително. Сега фармацевтичните сортове се произвеждат без бензен и са много чисти (максимално съдържание на бензен 2 ppm). Делът на мономерната акрилова киселина е ограничен до 0,25%.
Карбомерите, използвани за технически и битови цели, обаче обикновено съдържат остатъчен бензол.
Карбомерите са подходящи и като подобрители на вискозитета за водно-алкохолни и алкохолни препарати. [3]
По правило полиакриловата киселина е щадяща кожата и може да се използва и върху лигавиците; дразнещо е само при по-високи концентрации.
Опасност (етикетиране съгласно закона за опасните вещества)
Полиакриловата киселина е нетоксична и няма опасности, които да изискват етикетиране по смисъла на директивите на ЕС. Видовете, които съдържат опасни вещества, произтичащи от производствения процес в количества, които подлежат на етикетиране, трябва да бъдат етикетирани съответно. Видовете, съдържащи бензен, например, се класифицират като GHS08 и токсични (T) - по смисъла на насоките на ЕС. [2] Те носят изреченията R: 45 - 46 и S: 53 - 45, или H: 340 - 350 и P: 201 - 308 + 313. Без бензен типовете не са етикетирани с опасни вещества. [9]
Всички видове могат да образуват експлозивна прахо-въздушна смес.
синтез
Полиакриловата киселина се синтезира чрез радикална полимеризация в присъствието на пероксиди с азо съединения или други радикални образуватели като инициатори на полимеризация.
Конкретен пример изглежда така: Акриловата киселина се поставя в реактор за полимеризация с малки количества алил пентаеритритол, органичен пероксид и смес от разтворители циклохексан и етилацетат. След това се смесва, полимеризира, изсушава и смачква. [3]
За да се получат карбомерите съгласно Европейската фармакопея, малки количества полиалкенови етери на захари или полиалкохоли са омрежени. [10] Американската фармакопея (USP) е водеща по монографията Карбомерен хомополимер също омрежване с алилови етери на многоатомни алкохоли (напр. пентаеритритол).
Възможно е също така производство чрез осапуняване на съответните прекурсори на полиакрилонитрил или чрез окислителна полимеризация на акролеин и водороден прекис. [3]
използване
Фармацевтична и медицинска употреба
- Като гел, образуващ се при производството на лекарствени форми за приложение върху кожата и лигавиците. Карбомерите са подходящи и за производството на адхезивни гелове. [3] За тази цел карбомерът се обработва в плътен парафин с висока концентрация, така че се създава полутвърд препарат. Едва след като е нанесен върху влажни лигавици, гелът, който е силно адхезивен, се развива чрез абсорбиране на вода.
- Като добавка за повишаване на вискозитета в течни медикаменти за предотвратяване на утаяване/смесване в дисперсни системи или за подобряване на дозировката.
- Като псевдо-емулгатори, карбомерите стабилизират емулсиите масло във вода. Дълговерижни алифатни амини като напр. Използван стеариламин. [1]
- Като свързващо средство в таблетки.
- Като съставка в заместителите на сълзите. Поради ефекта на свързване на влагата, лигавиците на очите се поддържат влажни.
| Гел строител | 0,5-2 |
| Дисперсия | 0,5-1 |
| Емулгиране | 0,1-0,5 |
| свързващо вещество | 5-10 |
Други области на приложение
Полиакриловата киселина се използва също в смазочни материали на основата на емулсии, в печатарски мастила, в полиращи средства и восъци, в бои или бои, във водо- или маслоустойчиви покрития, козметични продукти и в „промишлени специалитети“. [1]