Kyselina polyakrylová - biológia
Aké horúce je príliš horúce na život hlboko pod dnom oceánu?
Antibiotiká z baktérií
Migrácia buniek: novoobjavená funkcia známeho proteínu
Molekulárny kompas na zarovnanie buniek
Čo robí listy na jeseň starnúcimi
Demokracia perličiek
Prostredie spoločnosti Ekembo: Ľudia tiež žili v otvorenej krajine
| Genetika | Poľnohospodárstvo, lesníctvo a chov zvierat
Pšeničná odroda vznikla krížením divých tráv
Aké horúce je príliš horúce na život hlboko pod dnom oceánu?
Kyselina polyakrylová
pri 25 ° C v g 100 ml −1 [3]
Kyselina polyakrylová je synteticky vyrobená chemická zlúčenina a vysokomolekulárny polymér kyseliny akrylovej. Kyselina polyakrylová je zvyčajne vo forme hygroskopického bieleho prášku a je buď bez zápachu alebo mierne kyslého zápachu.
Kyselina polyakrylová je schopná tvoriť gély pri absorpcii vody v pH neutrálnom až slabo zásaditom rozmedzí, a preto sa používa ako zahusťovadlo, napríklad vo farmaceutických a kozmetických prípravkoch, ale tiež vo farbách, mazadlách a iných technicky použitých výrobkoch.
Kyselina polyakrylová sa vyskytuje v rôznych stupňoch polymerizácie.
charakteristiky
Kyselina polyakrylová - ako prášok - je biela, hygroskopická, buď bez zreteľného zápachu, alebo mierne kyslého zápachu. Polymér je slabo zosieťovaný a obsahuje 56% až 68% karboxylových skupín. Hodnota pKA je 6,0 ± 0,5 (Carbopol 934). [4] Informácie o objemovej hmotnosti sa pohybujú medzi približne 0,2 g · cm -3 [4] [5] a 2,08 g · cm -3 [6] s veľkosťou častíc 2 až 6 µm. Granule kyseliny polyakrylovej majú zrnitosť asi 180 až 425 um.
1% vodná suspenzia kyseliny polyakrylovej má pH 2,5 až 3,2. Až po pridaní akceptora protónov (napr. Trometamolu (Tris), hydroxidu amónneho (voda amoniaku) alebo hydroxidu sodného (lúh sodný)) začne tvorba gélu: karboxylové skupiny sa deprotonujú a navzájom odpudzujú, predtým navinuté polymérové reťazce sa roztiahnu a vytvoria lineárnu koloidnú štruktúru, v ktorej Voda sa skladuje. Tvorba gélu je závislá od pH. Ak dôjde k prekročeniu určitej hodnoty pH, štruktúra gélu sa rozpadne a gél sa skvapalní. Gélové štruktúry sú tiež citlivé na silné kyseliny, viacnásobne nabité katióny a katiónové polyméry. [7] Aj nízke koncentrácie katiónov (napríklad Ca 2+, Al 3+) môžu viesť k skvapalneniu alebo koagulácii (vločkovaniu) gélu. V takých prípadoch má komplexácia viacmocných katiónov napríklad s edetátom sodným stabilizačný účinok.
V závislosti od stupňa polymerizácie (molárna hmotnosť) sa rozlišuje medzi rôznymi typmi, ktorých gély sa líšia svojou viskozitou.
Typy používané farmaceuticky
Americký liekopis (USP) rozlišuje homopolymérne polyakrylové kyseliny (Karboméry) na typy A, B a C, ktorých gély sa vyznačujú rôznymi farmaceuticky relevantnými viskozitami. Zodpovedajú takzvanej viskozitnej priemernej molárnej hmotnosti Mv (Viskozita, priemerná molekulová hmotnosť), [8] ktorá sa približne určuje pomocou viskozity a používa sa tiež na rozlíšenie medzi jednotlivými typmi.
| Viskozita [mPas] | 4 000 - 11 000 | 25 000 - 45 000 | 40 000 - 60 000 |
| Približná relatívna molárna hmotnosť Mv [g · mol −1] | 1 250 000 | 3 000 000 | 4 000 000 |
| Obchodné typy, bez benzénu (príklady) | Carbopol 981, Carbopol 971, Carbopol 71G | Carbopol 974P, Carbopol 984, Carbopol 5984 | Carbopol 980 |
| Viskozity sa stanovia za definovaných podmienok (koncentrácia 0,5%, pH 7,3 až 7,8 pri 25 ° C) rotačným viskozimetrom (vretenové meracie teleso) ako relatívna alebo „zdanlivá“ viskozita. | |||
Druhy farmaceutických karbomérov, ktoré zodpovedajú Európskemu liekopisu, majú viskozitu 300 až 115 000 mPas ako 0,5% gélu.
Predchádzajúce obmedzenie aplikácie polyakrylových kyselín na vonkajšie použitie, ktoré bolo založené na prítomnosti zvyškov toxických rozpúšťadiel (benzénu) z procesu syntézy, už nie je významné. Farmaceutické druhy sa teraz vyrábajú bez benzénu a sú veľmi čisté (maximálny obsah benzénu 2 ppm). Podiel kyseliny monomérnej akrylovej je obmedzený na 0,25%.
Karboméry používané na technické účely a pre domácnosť však zvyčajne obsahujú zvyškový benzén.
Karboméry sú tiež vhodné ako činidlá zvyšujúce viskozitu vodno-alkoholových a alkoholových prípravkov. [3]
Kyselina polyakrylová je spravidla šetrná k pokožke a dá sa použiť aj na sliznice; je dráždivý iba vo vyšších koncentráciách.
Nebezpečnosť (označovanie podľa zákona o nebezpečných látkach)
Kyselina polyakrylová je netoxická a neexistujú žiadne riziká, ktoré by vyžadovali označovanie v zmysle smerníc ES. Podľa toho musia byť označené aj druhy, ktoré obsahujú látky vzbudzujúce obavy, ktoré sú výsledkom výrobného procesu, v množstvách, ktoré podliehajú označeniu. Napríklad typy obsahujúce benzén sú klasifikované ako GHS08 a toxické (T) - v zmysle smerníc ES. [2] Nesú vety R: 45 - 46 a S: 53 - 45 alebo H: 340 - 350 a P: 201 - 308 + 313. Bezbenzénové typy nie sú označené nebezpečnými látkami. [9]
Všetky typy môžu vytvárať výbušné zmesi prachu a vzduchu.
syntéza
Kyselina polyakrylová sa syntetizuje radikálovou polymerizáciou v prítomnosti peroxidov s azozlúčeninami alebo inými radikálovými formátormi ako iniciátormi polymerizácie.
Konkrétny príklad vyzerá takto: Kyselina akrylová sa pridáva do polymerizačného reaktora s malým množstvom alylpentaerytritolu, organického peroxidu a zmesi rozpúšťadiel cyklohexánu a etylacetátu. Potom sa zmieša, polymerizuje, vysuší a rozdrví. [3]
Na výrobu karbomérov podľa Európskeho liekopisu sú malé množstvá polyalkénéterov cukrov alebo polyalkoholov zosieťované. Monografiou vedie US Pharmacopoeia (USP) Karbomérny homopolymér tiež zosieťovanie s alylétermi viacsýtnych alkoholov (napr. pentaerytritol).
Je tiež možná výroba zmydelnením zodpovedajúcich prekurzorov polyakrylonitrilu alebo oxidačná polymerizácia akroleínu a peroxidu vodíka. [3]
použitie
Farmaceutické a lekárske použitie
- Ako prostriedok na tvorbu gélu pri výrobe dávkových foriem na aplikáciu na pokožku a sliznice. Karboméry sú vhodné aj na výrobu lepiacich gélov. [3] Na tento účel sa karbomér vo vysokej koncentrácii spracuje na hustý parafín, čím sa získa polopevný prípravok. Až po aplikácii na vlhké sliznice sa pomocou absorpcie vody vyvinie vysoko lepivý gél.
- Ako adjuvans zvyšujúce viskozitu v kvapalných liekoch na zabránenie sedimentácie/krémovania v dispergačných systémoch alebo na zlepšenie dávkovania.
- Ako pseudoemulgátory karboméry stabilizujú emulzie typu olej vo vode. Na neutralizáciu sa používajú alifatické amíny s dlhým reťazcom, ako je stearylamín. [1]
- Ako spojivo v tabletách.
- Ako prísada do náhrad sĺz. Vďaka účinku viažucemu vlhkosť sú sliznice očí udržiavané vlhké.
| Gélový builder | 0,5-2 |
| Rozptyl | 0,5-1 |
| Emulgácia | 0,1-0,5 |
| spojivo | 5-10 |
Ďalšie oblasti použitia
Kyselina polyakrylová sa používa aj v mazivách na báze emulzie, v tlačiarenských farbách, v leštidlách a voskoch, vo farbách alebo farbách, vo vode odolných alebo olejovo odolných náteroch, kozmetických výrobkoch a v „priemyselných špecialitách“. [1]