Поліакрилова кислота - біологія
Як жарко занадто жарко для життя глибоко під дном океану?
Антибіотики від бактерій
Міграція клітин: нещодавно виявлена функція відомого білка
Молекулярний компас для вирівнювання клітин
Від чого листя старіє восени
Демократичність грифа-цесарки
Середовище Екембо: Люди також жили на відкритих ландшафтах
| Генетика | Сільське, лісове та тваринництво
Сорт пшениці був створений шляхом схрещування дикорослих трав
Як жарко занадто жарко для життя глибоко під дном океану?
Поліакрилова кислота
при 25 ° C, г 100 мл -1 [3]
Поліакрилова кислота являє собою синтетичну хімічну сполуку та високомолекулярний полімер акрилової кислоти. Як правило, поліакрилова кислота є гігроскопічним, білим порошком, або не має запаху, або має слабокислий запах.
Поліакрилова кислота здатна утворювати гелі з водопоглинанням у нейтральних до pH рівнях до слабоосновних і тому використовується як загусник, наприклад, у фармацевтичних та косметичних препаратах, а також у фарбах, мастильних матеріалах та інших технічно використовуваних продуктах.
Поліакрилова кислота зустрічається в різному ступені полімеризації.
характеристики
Поліакрилова кислота - у вигляді порошку - біла, гігроскопічна, або без помітного запаху, або зі злегка кислим запахом. Полімер не дуже зшитий і містить від 56% до 68% карбоксильних груп. Значення рКА становить 6,0 ± 0,5 (Carbopol 934). [4] Інформація про об'ємну щільність коливається приблизно від 0,2 г · см −3 [4] [5] до 2,08 г · см −3 [6] при розмірі частинок від 2 до 6 мкм. Гранули поліакрилової кислоти мають розміри зерен приблизно від 180 до 425 мкм.
1% водні суспензії поліакрилової кислоти мають рН від 2,5 до 3,2. Тільки після додавання акцептора протону (наприклад, трометамолу (Трис), гідроксиду амонію (аміачна вода) або гідроксиду натрію (їдкого натру)) починається утворення гелю: карбоксильні групи депротонуються і відштовхуються одна від одної, раніше намотані полімерні ланцюги розтягуються і утворюють лінійну колоїдну структуру, в якій Вода зберігається. Утворення гелю залежить від рН. Якщо певне значення рН перевищено, структура гелю руйнується і гель розріджується. Гелеві структури також чутливі до сильних кислот, багатозарядних катіонів та катіонних полімерів. [7] Навіть низькі концентрації катіонів (такі як Ca 2+, Al 3+) можуть призвести до розрідження або коагуляції (флокуляції) гелю. У таких випадках комплексоутворення полівалентних катіонів, наприклад, едетатом натрію, має стабілізуючу дію.
Залежно від ступеня полімеризації (молярної маси) розрізняють різні типи, гелі яких відрізняються своєю в'язкістю.
Типи, що застосовуються фармацевтично
Фармакопея США (USP) диференціює гомополімерні поліакрилові кислоти (Карбомери) на типи A, B і C, гелі яких характеризуються різною фармацевтично відповідною в’язкістю. Вони відповідають так званій середній молярній масі в'язкості Mv (В’язкість Середня молекулярна маса), [8] який приблизно визначається в'язкістю, а також використовується для розмежування типів.
| В'язкість [мПас] | 4000-11000 | 25 000-45 000 | 40 000-60 000 |
| Приблизна відносна молярна маса Mv [г · моль −1] | 1 250 000 | 3 000 000 | 4 000 000 |
| Комерційні типи, що не містять бензолу (приклади) | Carbopol 981, Carbopol 971, Carbopol 71G | Carbopol 974P, Carbopol 984, Carbopol 5984 | Карбопол 980 |
| В'язкість визначають за певних умов (концентрація 0,5%, рН 7,3-7,8 при 25 ° C) за допомогою обертового віскозиметра (вимірювального тіла шпинделя) як відносну або "видиму" в'язкість. | |||
Фармацевтичні сорти карбомерів, які відповідають Європейській фармакопеї, мають в'язкість від 300 до 115000 мПас у вигляді 0,5% гелів.
Попереднє обмеження застосування поліакрилових кислот для зовнішнього використання, яке базувалося на наявності залишків токсичних розчинників (бензолу) в процесі синтезу, вже не є суттєвим. Зараз фармацевтичні сорти виготовляються без бензолу і є дуже чистими (максимальний вміст бензолу 2 проміле). Частка мономерної акрилової кислоти обмежена 0,25%.
Однак карбомери, що використовуються в технічних і побутових цілях, зазвичай містять залишковий бензол.
Карбомери також підходять як підсилювачі в'язкості для водно-спиртових та алкогольних препаратів. [3]
Як правило, поліакрилова кислота сприяє шкірі, а також може застосовуватися на слизових оболонках; це подразнює лише у більш високих концентраціях.
Небезпека (маркування відповідно до закону про небезпечні речовини)
Поліакрилова кислота нетоксична, і немає небезпек, які вимагають маркування у значенні вказівок ЄС. Типи, що містять речовини, що викликають занепокоєння, що є результатом виробничого процесу у кількостях, що підлягають маркуванню, повинні бути відповідно марковані. Наприклад, типи, що містять бензол, класифікуються як GHS08 та токсичні (T) - у значенні директив ЄС. [2] Вони містять речення R: 45 - 46 та S: 53 - 45, або H: 340 - 350 та P: 201 - 308 + 313. Типи, що не містять бензолу, не маркуються небезпечними речовинами. [9]
Усі типи можуть утворювати вибухонебезпечну пилоповітряну суміш.
синтез
Поліакрилова кислота синтезується шляхом радикальної полімеризації в присутності пероксидів з азосполуками або іншими утворювачами радикалів як ініціаторами полімеризації.
Конкретний приклад виглядає так: акрилову кислоту додають у реактор полімеризації з невеликими кількостями аллілпентаеритриту, органічної пероксиду та суміші розчинників циклогексану та етилацетату. Потім його перемішують, полімеризують, сушать і подрібнюють. [3]
Для отримання карбомерів згідно з Європейською фармакопеєю, невеликі кількості поліалкінових ефірів цукрів або поліспиртів зшиваються. Фармакопея США (USP) очолює монографію Гомополімер карбомеру також зшивання з аліловими ефірами багатоатомних спиртів (наприклад, пентаеритритол).
Також можливе омилення відповідних попередників поліакрилонітрилу або окислювальна полімеризація акролеїну та перекису водню. [3]
використання
Фармацевтичне та медичне використання
- Як гелеутворювач при виготовленні лікарських форм для нанесення на шкіру та слизові оболонки. Карбомери також підходять для виробництва клейових гелів. [3] З цією метою карбомер у високій концентрації включається у в’язкий парафін, так що створюється напівтвердий препарат. Лише після нанесення на вологі слизові оболонки гель, який сильно адгезивний, розвивається завдяки поглинанню води.
- Як ад'ювант, що підвищує в'язкість у рідких лікарських засобах для запобігання осідання/знежирення в дисперсних системах або для поліпшення дозування.
- Як псевдоемульгатори, карбомери стабілізують емульсії масло у воді. Для нейтралізації використовуються довголанцюгові аліфатичні аміни, такі як стеариламін. [1]
- Як зв’язуючий засіб у таблетках.
- Як інгредієнт замінників сліз. Завдяки вологозв’язуючому ефекту слизова оболонка очей підтримується вологою.
| Гель-будівельник | 0,5-2 |
| Дисперсія | 0,5-1 |
| Емульгування | 0,1-0,5 |
| сполучна | 5-10 |
Інші галузі застосування
Поліакрилова кислота також використовується в мастилах на основі емульсій, у друкарських фарбах, у поліролях та восках, у фарбах або фарбах, у водо- чи олійностійких покриттях, косметичних продуктах та у “промислових делікатесах”. [1]