کربومر چیست؟

پلی (اکریلیک اسید) (به اختصار PAA و نام تجاری کربومر (Carbomer)) یک پلیمر مصنوعی با وزن مولکولی بالای اسید اکریلیک است. نام این محصول در آیوپاک (اتحادیهٔ بین‌المللی شیمی محض و کاربردی) پلی (۱-کربوکسی اتیلن) در نظر گرفته شده است. کربومر میتواند هوموپلیمرهای اکریلیک اسید یا با یک آلیل اتر پنتا آریتریتول، آلیل اتر ساکارز یا آلیل اتر پروپیلن دارای پیوند عرضی باشد. در یک محلول آب با pH خنثی، کربومر به صورت یک پلیمر آنیونی است؛ به عبارت دیگر، بسیاری از زنجیره‌های جانبی کربومر پروتون های خود را از دست داده و بار منفی به دست می آورند. این امر باعث تولید پلی الکترولیت های کربومر به همراه کسب توانایی جذب و نگهداری آب و افزایش حجم تا چندین برابر حجم اصلی آن میشود.

کربومر خشک به شکل پودرهای کرکی سفید رنگ که اغلب به عنوان ژل در محصولات آرایشی و بهداشتی مورد استفاده قرار میگیرند، به فروش می رسد. نقش کربومر در مواد آرایشی و بهداشتی به حالت تعلیق درآوردن مواد جامد موجود در مایعات، جلوگیری از جدا شدن امولسیون ها و کنترل قوام جریان مواد آرایشی می باشد. کدهای کربومر (۹۱۰، ۹۳۴، ۹۴۰، ۹۴۱ و ۹۳۴P) نشانه ای از وزن مولکولی و اجزای خاص پلیمر کربومر هستند. در بسیاری از موارد مصرف از کربومر به شکل نمکهای فلز قلیایی یا آمونیوم مانند سدیم پلی اکریلات استفاده میشود. در کربومر به شکل پودر خشک یون های سدیم با بار مثبت به پلی اکریلات متصل می شوند، در حالیکه در محلول های آبی یون های سدیم قابل جدا تفکیک هستند. به جای یک زنجیره پلیمر سازمان یافته، این امر منجر به ایجاد یک ژل متورم می شود که می تواند مقدار زیادی آب را در خود جذب کند.

کربومر یک پلی الکترولیت آنیونی ضعیف است که درجه یونیزاسیون آن به pH محلول بستگی دارد. در شکل غیر یونیزه کربومر در pH های پایین، کربومر میتواند با پلیمرهای مختلف غیر یونی (مانند پلی اتیلن اکسید، پلی N-وینیل پیرولیدون، پلی اکریل آمید و برخی از اترهای سلولزی) ارتباط برقرار کند و کمپلکس های بین پلیمری پیوندی با هیدروژن ایجاد کند. در محلول های آبی کربومر همچنین می تواند با پلیمرهای دارای بار مخالف مانند کیتوزان، سورفاکتانت ها و مولکول های دارویی از جمله استرپتومایسین چند کمپلکس ایجاد کند.

سنتز پلیمر

پلیمریزاسیون رادیکال آزاد همچنان متداول ترین صنعت برای تولید پلیمرها می باشد. برای پلیمریزاسیون رادیکالهای آزاد کربومر معمولاً از آغازگرهای ترموشیمیایی مانند پرسولفات پتاسیم و AIBN استفاده میشود. تکمیل این پلیمریزاسیون ممکن است چندین ساعت طول بکشد، اما با افزایش شدید دما و فشار میتوان آن را تسریع بخشید. کربومر به طور گسترده به عنوان پراکنده ساز استفاده می شود و از آنجا که وزن مولکولی تأثیر قابل توجهی بر روی خصوصیات رئولوژیکی و ظرفیت پراکندگی دارد، کنترل بر توزیع وزن مولکولی بسیار حائز اهمیت است. از پلیمریزاسیون RAFT برای تولید کربومر با وزن مولکولی مشخص استفاده که منجر به بهبود خواص پراکندگی می شود. این تنها در نسبتهای کم AA / CTA امکان پذیر است، در حالیکه مشاهده شده است در نسبتهای بالاتر انتقال به حلال تأثیر منفی بر کنترل واکنش دارد. کوپلیمرهای بلوک کربومر به منظور پاسخ به محرک های pH و دما تهیه شده اند و از این امکان برای اهداف دارورسانی استفاده میشود. از ATRP برای رشد براش های کربومر از سطح استفاده شده است. این براش های کربومر می توانند باعث تشکیل کمپلکس کیلیت با نقره و بنابراین فعالیت ضد باکتریایی شوند.