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Polycarboxylates
"Descrizione"
by A_Partyns (12455 pt)
2023-Aug-14 17:43

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I Policarbossilati sono polimeri ad alto peso molecolare e vengono generalmente usati in forma neutra , pH tra 6 e 8 come sali di sodio. Hanno due tipi di polimeri : omopolimeri di acido acrilico AA-P e copolimeri di acido acrilico-maleico P-AA/MA (Rif. HERA).

Il nome definisce la struttura della molecola:

  • Poli deriva dalla parola greca "molti", e nel contesto della chimica, si riferisce ai polimeri, che sono grandi molecole composte da sottounità ripetute.
  • Carbossilati si riferisce alla forma di sale o estere di un acido carbossilico. Gli acidi carbossilici sono composti organici che contengono un gruppo carbossilico (-COOH), che consiste di un atomo di carbonio doppio-legato ad un atomo di ossigeno e singolo-legato ad un gruppo idrossile (-OH).

Il procedimento di sintesi si svolge in diverse fasi:

  • Preparazione monomero. La prima fase riguarda la preparazione dei monomeri comuni utilizzati nella produzione di policarbossilati che includono l'acido acrilico e un monomero polietere, come il metacrilato di polietilenglicole metossico.
  • Polimerizzazione. I monomeri sono inseriti in un recipiente di reazione e viene aggiunto un iniziatore radicale. La miscela viene riscaldata, il che avvia la reazione di polimerizzazione che provoca la formazione del polimero policarbossilato.
  • Neutralizzazione. Il polimero risultante è acido a causa della presenza dei gruppi carbossilati. È neutralizzato aggiungendo una base, quale idrossido di sodio, per formare il sale di sodio del policarbossilato.
  • Depurazione. Il policarbossilato viene purificato per rimuovere eventuali monomeri non reagiti e altre impurità con una serie di fasi di lavaggio e filtrazione.
  • Essiccazione. Nell'ultima fase il policarbossilato purificato viene essiccato e macinato in una polvere fine pronta per l'uso.


A cosa servono e dove si usano

I policarbossilati sono polimeri che contengono molti gruppi carbossilati. Nel contesto dei detergenti, vengono spesso utilizzati come per migliorare l'efficienza di pulizia del detergente. Nel calcestruzzo, vengono utilizzati come superplasticizzatori, per ridurre il contenuto di acqua mantenendo la lavorabilità del calcestruzzo. Nei prodotti per la cura personale, possono funzionare come addensanti o stabilizzanti emulsione.

Detersivi

Vengono usati come additivi per rimuovere lo sporco e per evitare che le particelle di sporco si depositino nuovamente sull'oggetto sottoposto a lavaggio. Il loro impiego nei detersivi evita l'uso dei polifosfati che avevano la caratteristica di rimanere nel terreno. 

Additivi per calcestruzzo. Agiscono come superplastificanti nel calcestruzzo per migliorare la lavorabilità e ridurre il contenuto d'acqua.

Trattamento dell'acqua. Utilizzati come agenti per prevenire la formazione di depositi minerali.

Agricoltura. Usati come agenti chelanti per migliorare l'assorbimento di minerali nelle piante.

Studi

  • Le proprietà dei polimeri sensibili agli stimoli cambiano in modo significativo con le variazioni del loro ambiente, come la temperatura e il pH. Questo comportamento può essere utilizzato per la preparazione di vettori sensibili agli stimoli per un'efficiente somministrazione di farmaci attivi (1). Polianioni titolabili, e in particolare polimeri con gruppi carbossilati, sono stati utilizzati negli ultimi anni per produrre una varietà di colloidi sensibili al pH. Questi polimeri subiscono un cambiamento conformazionale da spirale a globuli su una variazione del pH dell'ambiente circostante. Questa modifica conformazionale può essere sfruttata per attivare il rilascio di un farmaco da un sistema di somministrazione di farmaci in modo pH-dipendente (2).
  • La prestazione di molti prodotti detergenti contemporanei dipende fortemente dai polimeri. I policarbossilati solubili in acqua rappresentano una classe importante di polimeri detergenti e la loro valutazione quantitativa nelle matrici di detersivo è un'impresa difficile (3).
  • Le proteine antigelo (AFP) abbassano il punto di congelamento dell'acqua non convenzionale in presenza di ghiaccio al di sotto del punto di fusione del ghiaccio. La differenza di temperatura tra il punto di fusione e il punto di congelamento non collettivo è chiamata isteresi termica (TH). La grandezza del TH dipende dall'attività specifica e dalla concentrazione di AFP e dalla concentrazione di valorizzatori nella soluzione. I potenziatori noti sono certe molecole e proteine di massa a bassa molecola. In questo studio una serie di policarbossilati aumentano l'attività TH di un AFP dal Dendroides canadensis (4).

Bibliografia______________________________________________________________________

(1) Harada A, Teranishi R, Yuba E, Kono K. Effect of the side chain spacer structure on the pH-responsive properties of polycarboxylates. J Biomater Sci Polym Ed. 2017 Jul - Aug;28(10-12):1025-1035. doi: 10.1080/09205063.2017.1324551. 

(2) Felber AE, Dufresne MH, Leroux JC. pH-sensitive vesicles, polymeric micelles, and nanospheres prepared with polycarboxylates.  Adv Drug Deliv Rev. 2012 Aug;64(11):979-92. doi: 10.1016/j.addr.2011.09.006. 

(3) Visser I, Klinkenberg M, Hoos P, Janssen HG, van Duynhoven J. Identification and quantification of polycarboxylates in detergent products using off-line size exclusion chromatography-nuclear magnetic resonance.  Anal Chim Acta. 2009 Nov 3;654(1):40-4. doi: 10.1016/j.aca.2009.06.017. 

(4) Amornwittawat N, Wang S, Duman JG, Wen X.  Polycarboxylates enhance beetle antifreeze protein activity.  Biochim Biophys Acta. 2008 Dec;1784(12):1942-8. doi: 10.1016/j.bbapap.2008.06.003.

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