SELÜLOZ

Selüloz, (C6H10O5)n formülüne sahip, yüzlerce ila binlerce β(1→4) bağlantılı D-glukoz biriminden oluşan doğrusal bir zincirden oluşan bir polisakkarit olan organik bir bileşiktir.
Selüloz, yeşil bitkilerin, birçok alg türünün ve oomisetlerin hücre duvarlarının önemli bir yapısal bileşenidir.
Bazı bakteri türleri, biyofilm oluşturmak için selüloz salgılar.

CAS: 9004-34-6
MF: (C12H20O10)n
MW: 324.28
EINECS: 232-674-9

Eş anlamlılar
AVICEL PH;AVICEL PH 101(R);AVICEL PH 105(R);AVICEL(R);''AVICEL(R)'';AVICEL SF;AVIRIN;HYCIL 101 MİKROKRİSTALİN SELÜLOZ

Selüloz, Dünya'daki en bol organik polimerdir.
Pamuk lifinin selüloz içeriği %90, odunun %40-50 ve kurutulmuş kenevirin yaklaşık %57'dir.
Selüloz esas olarak karton ve kağıt üretiminde kullanılır.
Daha küçük miktarlar, selofan ve rayon gibi çok çeşitli türev ürünlere dönüştürülür.
Enerji bitkilerinden elde edilen selülozun selülozik etanol gibi biyoyakıtlara dönüştürülmesi, yenilenebilir bir yakıt kaynağı olarak geliştirilmektedir.
Endüstriyel kullanım için selüloz esas olarak odun hamuru ve pamuktan elde edilir.
Ayrıca, selüloz, özellikle formamid ve DMSO olmak üzere bazı organik sıvılarla doğrudan etkileşime karşı belirgin bir duyarlılık gösterir ve kısa zincirli aminler (metilamin, etilamin) son derece etkili şişirme ajanları olarak kabul edilen bileşikler arasındadır.
Bazı hayvanlar, özellikle geviş getirenler ve termitler, bağırsaklarında yaşayan simbiyotik mikroorganizmaların (örneğin Trichonympha) yardımıyla selülozu sindirebilirler.
İnsan beslenmesinde selüloz, çözünmeyen diyet lifinin sindirilemeyen bir bileşenidir ve dışkı için hidrofilik bir hacim artırıcı madde görevi görerek dışkılamaya yardımcı olabilir.
Anhidroglukoz ünitelerinin oksijen bağıyla birleşerek esasen doğrusal olan uzun moleküler zincirler oluşturduğu doğal bir karbonhidrat yüksek polimeri (polisakkarit).

Selüloz, glikoza hidrolize edilebilir.
Polimerizasyon derecesi, odun hamuru için 1000'den pamuk lifi için 3500'e kadar değişir ve bu da 160.000 ila 560.000 arasında bir moleküler ağırlık verir. Selüloz, yaklaşık 1,50 d değerine sahip, suda ve organik çözücülerde çözünmeyen renksiz bir katıdır.
Selüloz, sodyum hidroksit çözeltisinde şişer ve Schweitzer reaktifinde çözünür.
Selüloz, tüm bitkisel dokuların (odun, ot, pamuk vb.) temel bileşenidir ve dünyadaki en bol organik maddedir.
Pamuk lifleri neredeyse saf selülozdur; odun yaklaşık %50 selüloz içerir.
Selülozun fiziksel yapısı, tek bir kristal olmaması, bunun yerine amorf alanlara gömülü kristal alanlardan oluşması bakımından sıra dışıdır.
Kimyasal reaktifler, amorf alanlara kristal alanlardan daha kolay nüfuz eder.
Selüloz neredeyse kokusuz ve tatsızdır ve yaklaşık 450°F tutuşma noktasına sahip, yanıcı bir maddedir.
Bazı formlarında selüloz yanıcıdır. Örneğin, demiryolu taşımacılığı yönetmelikleri, yanmış lif, yanmış pamuk, ıslak atık kağıt ve ıslak tekstil gibi maddelere yanıcı etiketi konulmasını gerektirir.
Telefon rehberlerinin saklandığı depolarda yangınlar çıktığı bilinmektedir.
Bunlar şüphesiz mikrobiyal aktivite ve kendi kendini sürdüren oksidasyon nedeniyle kağıtta oluşan ısı birikiminden kaynaklanmıştır.

Kokusuz, beyaz toz lifler.
Yoğunluk 1,5 g cm⁻³.
Bitkisel dokuların hücre duvarını oluşturan biyopolimer.
Pamuğun organik bir çözücü ile işlenerek mikrokristalin selülozun mumdan arındırılması ve sodyum hidroksit çözeltisi ile ekstraksiyon yoluyla pektik asitlerin uzaklaştırılmasıyla hazırlanır.
Bitkisel dokuların (odun, pamuk, keten, ot vb.) hücre duvarını oluşturan ana lif.
Teknik kullanımları, liflerinin mukavemetine ve esnekliğine bağlıdır.

Suda çözünmez.
Sülfürik asitte ve konsantre çinko klorür çözeltilerinde kimyasal bozunma ile çözünür.
Bakır amonyum hidroksit (Cu(NH3)4(OH)2) sulu çözeltilerinde çözünür.
Selüloz, kompleks bir karbonhidrattır ve yeşil bitkilerde, alglerde ve bazı mantarlarda hücre duvarlarının temel yapısal bileşenidir.
Selüloz, bitki yapılarına sertlik ve mukavemet kazandıran β-1,4-glikozidik bağlarla birbirine bağlanmış glikoz birimlerinin doğrusal zincirlerinden oluşan bir polisakkarittir.
Selüloz, suda ve çoğu organik çözücüde çözünmez, bu da onu kağıt üretimi, tekstil ve gıda katkı maddesi de dahil olmak üzere çeşitli uygulamalarda önemli bir malzeme haline getirir.
Selülozun lifli yapısı, insanlarda sindirim sağlığını destekleyen diyet lifi sağlamasına olanak tanır.
Selüloz, çözünürlüğü ve işlevselliği artırılmış selüloz asetat ve karboksimetil selüloz gibi türevler üretmek için kimyasal olarak modifiye edilebilir.
CAS numarası 9004-34-6, selülozu doğal haliyle özel olarak tanımlar.
Bol miktarda bulunması ve yenilenebilirliği nedeniyle selüloz, glikoza dönüştürülebileceği ve daha sonra biyoetanole fermente edilebileceği için sürdürülebilir malzeme araştırmalarında ve biyoyakıt üretiminde önemli bir biyopolimer olarak kabul edilir.
Genel olarak, selüloz, önemli endüstriyel ve biyolojik öneme sahip çok yönlü ve çevre dostu bir malzemedir.

Tarihçe
Selüloz, 1838 yılında Fransız kimyager Anselme Payen tarafından bitki maddesinden izole edilerek kimyasal formülü belirlenmiştir.
Selüloz, 1870 yılında Hyatt Manufacturing Company tarafından ilk başarılı termoplastik polimer olan selüloitin üretiminde kullanılmıştır.
Selülozdan rayon ("yapay ipek") üretimi 1890'larda başlamış ve selofan 1912'de icat edilmiştir.
Hermann Staudinger, 1920 yılında selülozun polimer yapısını belirlemiştir.
Bileşik, ilk kez 1992 yılında Kobayashi ve Shoda tarafından (biyolojik kaynaklı enzimler kullanılmadan) kimyasal olarak sentezlenmiştir.

Selülozun Kimyasal Özellikleri
Erime noktası: 76-78 °C (Çözünürlük: aseton (67-64-1); kloroform (67-66-3))
Yoğunluk: 70-400 kg/m³
Yoğunluk: 1,5 g/cm³ (20℃)
Kırılma indisi: n20/D 1,504
Fp: 164 °C
Depolama sıcaklığı: Oda sıcaklığı
Çözünürlük: Suda, asetonda, susuz etanolde, toluende, seyreltik asitlerde ve 50 g/L sodyum hidroksit çözeltisinde pratik olarak çözünmez
Form: Toz
Renk: Beyaz veya neredeyse beyaz
PH: 5-7,5 (100 g/l, H2O, 20℃) (bulamaç)
Koku: Kokusuz
Biyolojik kaynak: Ladin
Optik Dönme: -120 (Bakıramonyum) hidroksit çözeltisi)
Suda Çözünürlük: çözünmez
Merck: 14,1965
Maruz Kalma Limitleri ACGIH: TWA 10 mg/m3
OSHA: TWA 15 mg/m3; TWA 5 mg/m3
NIOSH: TWA 10 mg/m3; TWA 5 mg/m3; TWA 1 mg/m3
Dielektrik sabiti: 3,2 (Ortam)
Stabilite: Kararlı. Yanıcı. Güçlü oksitleyici maddelerle uyumsuz.
Kozmetik İçerik Fonksiyonları: OPAKLAŞTIRICI
IŞIK STABİLİZATÖRÜ
EMİCİ
HACİM ARTIRICI
EMÜLSİYON STABİLİZATÖRÜ
AŞINDIRICI
TOPAKLANMA ÖNLEYİCİ
VİSKOZİTE KONTROLÜ
Kozmetik İçerik İncelemesi (CIR): Mikrokristalin selüloz (9004-34-6)
InChI: 1S/C12H22O11/c13-1-3-5(15)6(16)9(19)12(22-3)23-10-4(2-14)21-11(20)8(18)7(10)17/h3-20H,1-2H2/t3,4,5,6,7,8,9,10-,11,12+/m1/s1
InChIKey: UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N
EPA Madde Kayıt Sistemi: Selüloz (9004-34-6)

Mikrokristalin selüloz ve sodyum karboksimetilselüloz, %5-22 sodyum karboksimetilselüloz içeren beyaz veya kirli beyaz, kokusuz ve tatsız higroskopik bir toz halinde bulunur.
Selüloz, suda dağılabilen organik bir hidrokolloiddir.
Mikrokristalin selüloz, gözenekli parçacıklardan oluşan beyaz, kokusuz, tatsız, kristal bir toz halinde bulunan, saflaştırılmış, kısmen depolimerize edilmiş bir selülozdur.
Selüloz, farklı özelliklere ve uygulamalara sahip farklı parçacık boyutlarında ve nem derecelerinde ticari olarak mevcuttur.

Yapı ve Özellikler
Selülozun tadı yoktur, kokusuzdur, 20-30 derecelik temas açısıyla hidrofiliktir, suda ve çoğu organik çözücüde çözünmez, kiraldir ve biyolojik olarak parçalanabilir.
Dauenhauer ve ark. (2016) tarafından yapılan darbe testlerinde selülozun 467 °C'de eridiği gösterilmiştir.
Selüloz, yüksek sıcaklıkta konsantre mineral asitlerle işlem görerek kimyasal olarak glikoz birimlerine ayrılabilir.
Selüloz, β(1→4)-glikozidik bağlar yoluyla yoğunlaşan D-glikoz birimlerinden türetilir.
Bu bağlantı motifi, nişasta ve glikojende bulunan α(1→4)-glikozidik bağlardan farklıdır.
Selüloz düz zincirli bir polimerdir.
Nişastanın aksine, kıvrılma veya dallanma olmaz ve molekül, glikoz kalıntılarının ekvatoral konformasyonu sayesinde uzatılmış ve oldukça sert, çubuk benzeri bir konformasyon alır.
Bir zincirdeki glikoz üzerindeki çoklu hidroksil grupları, aynı veya komşu bir zincirdeki oksijen atomlarıyla hidrojen bağları oluşturarak zincirleri yan yana sıkıca bir arada tutar ve yüksek çekme dayanımına sahip mikrofibriller oluşturur.

Bu, selüloz mikrofibrillerinin bir polisakkarit matrisine örüldüğü hücre duvarlarında çekme dayanımı sağlar.
Bitki gövdelerinin ve ağaç odununun yüksek çekme dayanımı, selüloz liflerinin lignin matrisine yakından dağılmış düzenlenmesinden de kaynaklanır.
Odun matrisindeki selüloz liflerinin güçlü yapısal direncinden sorumlu mekanik rolü, bir bakıma betondaki donatı çubuklarının rolüne benzetilebilir; burada lignin, selüloz lifleri arasında "yapıştırıcı" görevi gören sertleşmiş çimento macunu rolünü oynar. Birincil bitki hücre duvarındaki selülozun mekanik özellikleri, bitki hücrelerinin büyümesi ve genişlemesiyle ilişkilidir.
Canlı floresan mikroskopi teknikleri, büyüyen bitki hücrelerinde selülozun rolünün araştırılmasında umut vericidir.

Nişastaya kıyasla selüloz çok daha kristal yapılıdır.
Nişasta, suda 60-70 °C'nin üzerinde ısıtıldığında (yemek pişirmede olduğu gibi) kristalden amorf hale geçerken, selülozun suda amorf hale gelmesi için 320 °C sıcaklık ve 25 MPa basınca ihtiyaç duyar.
Çeşitli selüloz türleri bilinmektedir.
Bu formlar, iplikler arasındaki ve içindeki hidrojen bağlarının konumuna göre ayırt edilir.
Doğal selüloz, Iα ve Iβ yapılarına sahip selüloz I'dir.
Bakteriler ve algler tarafından üretilen selüloz Iα bakımından zengin iken, yüksek bitkilerin selülozu esas olarak Iβ'den oluşur.
Yeniden üretilmiş selüloz liflerindeki selüloz, selüloz II'dir.
Selüloz I'in selüloz II'ye dönüşümü geri dönüşümsüzdür, bu da selüloz I'in metastabil, selüloz II'nin ise stabil olduğunu göstermektedir.

Çeşitli kimyasal işlemlerle selüloz III ve selüloz IV yapılarını üretmek mümkündür.
Selülozun birçok özelliği, zincir uzunluğuna veya polimerizasyon derecesine, yani bir polimer molekülünü oluşturan glikoz birimlerinin sayısına bağlıdır.
Odun hamurundan elde edilen selülozun tipik zincir uzunlukları 300 ile 1700 birim arasındadır; pamuk ve diğer bitki liflerinin yanı sıra bakteri selülozunun zincir uzunlukları 800 ile 10.000 birim arasında değişir.
Selülozun parçalanması sonucu oluşan çok kısa zincir uzunluğuna sahip moleküller, selodekstrinler olarak bilinir; uzun zincirli selülozun aksine, selodekstrinler tipik olarak suda ve organik çözücülerde çözünür.
Selülozun kimyasal formülü (C6H10O5)n'dir; burada n, polimerizasyon derecesini ve glikoz gruplarının sayısını temsil eder.
Bitkisel kaynaklı selüloz genellikle hemiselüloz, lignin, pektin ve diğer maddelerle karışım halinde bulunur; bakteriyel selüloz ise oldukça saftır, çok daha yüksek su içeriğine ve daha uzun zincir uzunlukları nedeniyle daha yüksek çekme dayanımına sahiptir.

Selüloz, kristal ve amorf bölgelere sahip liflerden oluşur.
Bu selüloz lifleri, genellikle kimyasal oksidasyon veya enzimatik işlemle desteklenen selüloz hamurunun mekanik işlenmesiyle bireyselleştirilebilir ve işlem yoğunluğuna bağlı olarak genellikle 200 nm ila 1 μm uzunluğunda yarı esnek selüloz nanofibrilleri elde edilebilir.
Selüloz hamuru ayrıca amorf lif bölgelerini hidrolize etmek için güçlü asitle işlenebilir ve böylece birkaç yüz nm uzunluğunda kısa, sert selüloz nanokristalleri üretilebilir.
Bu nanoselülozlar, kolesterik sıvı kristaller halinde kendi kendine birleşmeleri, hidrojel veya aerojel üretimi, üstün termal ve mekanik özelliklere sahip nanokompozitlerde kullanımları ve emülsiyonlar için Pickering stabilizatörleri olarak kullanımları nedeniyle yüksek teknolojik ilgi görmektedir.

Kullanım Alanları
Ahşap %50-70 selüloz içerir; pamuk ve diğer bitkisel kökenli tekstil lifleri %65-95 içerir; rayon, doğal selülozun çözülmesi ve ardından çözeltiden çöktürülmesiyle hazırlanır, bu işlemde kristalliğin bir kısmı kaybolur.
Selüloz, selofan film haline getirilir ve lifler, reçineler, kaplamalar ve sakızlar oluşturmak için kullanılır.
Selüloz bir koyulaştırıcı ve emülgatördür.
Selüloz bitkilerden elde edilir. Selüloz (mikrokristalin), kozmetik kremlerde emülgatör olarak kullanılır.
Selüloz, bitki lifinin ana bileşenidir.
Bölme kromatografisi için yüksek saflıkta selüloz tozları.
ACCEL-101, doğrudan sıkıştırmalı tabletleme ve ıslak granülasyon için en yaygın olarak kullanılır. ACCEL-102, ACCEL-101'e benzer sıkıştırma özelliklerine sahiptir.
Bununla birlikte, selüloz daha büyük parçacık boyutuna sahiptir ve bu nedenle, ince tozların akışını iyileştirmede değerli olabilir.
Selüloz, glikoz ünitelerinden oluşan bir karbonhidrat polimeridir.
Selüloz, lifli parçacıklardan oluşur ve düşük kalorili formülasyonlarda lif kaynağı ve hacim artırıcı madde olarak kullanılır.

Mikrokristalin selüloz, selülozun lifsiz formu olan bir alfa-selüloz olan bir sakızdır.
Selüloz suda dağılabilir ancak çözünmez, dağılması ve hidratlanması için önemli miktarda enerji gerektirir.
Bu formda selüloz, tabletleme, kapsül ve rendelenmiş peynir gibi kuru uygulamalarda besleyici olmayan dolgu maddesi, bağlayıcı, akış yardımcısı ve topaklanmayı önleyici madde olarak kullanılır.
Kurutmadan önce alfa-selüloza karboksimetilselüloz eklenmesiyle, hidrasyon ve dağılımın işlevsel özelliklerinde iyileşme sağlanır.
Selüloz, suda çözünmez ancak %1'in altında koloidal soller ve %1'in üzerinde beyaz opak jeller oluşturmak üzere suda dağılır; bu nedenle su dispersiyonlarında kullanılmak üzere tasarlanmıştır.
Selüloz, dondurulmuş tatlılarda ısı şoku stabilizatörü ve kıvam arttırıcı olarak, düşük yağlı soslarda opaklaştırıcı olarak, çırpılmış kremalarda köpük stabilizatörü olarak ve soslarda emülgatör olarak kullanılır.
Ayrıca selüloz jeli olarak da adlandırılır.

Farmasötik Uygulamalar
Mikrokristalin selüloz ve sodyum karboksimetilselüloz, farmasötik ve kozmetik formülasyonlarda süspansiyon taşıyıcı olarak uygun tiksotropik jeller üretmek için kullanılır.
Sodyum karboksimetilselüloz, dağılımı kolaylaştırır ve koruyucu bir kolloid görevi görür.
%1'den az katı madde konsantrasyonları akışkan dispersiyonlar üretirken, %1,2'den fazla katı madde konsantrasyonları tiksotropik jeller üretir.
Uygun şekilde dağıtıldığında, çeşitli ürünlerde emülsiyon stabilitesi, opaklık ve süspansiyon sağlar ve burun spreylerinde, topikal spreylerde ve losyonlarda, oral süspansiyonlarda, emülsiyonlarda, kremlerde ve jellerde kullanılır.

Endüstriyel Kullanımlar
Selüloz, bitkilerin yapısının ana bileşenidir (doğal polimer) ve ekstrakte edildiğinde kağıt, plastik ve birçok kombinasyonda kullanılır.
Selüloz, C6H10O5 kompleks biriminin 2000 defaya kadar tekrarlandığı uzun zincirli moleküllerden oluşur.
Selüloz, her bir glikoz birimi için üç hidroksil grubu içeren glikoz moleküllerinden oluşur.
Endüstriyel olarak kullanılan en basit selüloz formlarından biri, bitmiş ürünün kimyasal bileşiminin orijinal selülozunkine benzer olduğu rejenere selülozdur.
Selüloz, kostik bir çözeltide sindirilmiş odun veya pamuk hamurundan yapılır.
Selofan, ambalajlama ve diğer özel kullanımlar için ince tabakalar halinde rejenere selülozdur; tel ve kablo sargıları da bu özel kullanımlar arasındadır.

Üretim Yöntemleri
Mikrokristalin selüloz ve sodyum karboksimetilselüloz, mikrokristalin selüloz ve sodyum karboksimetilselülozun püskürtme veya toplu kurutma yöntemiyle elde edilen bir karışımıdır.
Selüloz, yüksek oranda saflaştırılmış odun hamurunun kimyasal depolimerizasyonu ile hazırlanır.
Orijinal kristal yapılı selüloz lifleri, koruyucu bir kolloid görevi gören ve ürünün dağılımını kolaylaştıran sodyum karboksimetilselüloz ile birleştirilir; selüloz daha sonra püskürtmeli veya toplu kurutma yöntemiyle kurutulur.

Üretim Yöntemleri
Selüloz, lifli bitki materyallerinden elde edilen α-selülozun seyreltik mineral asit çözeltileriyle kontrollü hidroliziyle üretilir.
Hidrolizden sonra, hidroselüloz filtrasyonla saflaştırılır ve sulu bulamaç, geniş bir boyut dağılımına sahip kuru, gözenekli parçacıklar oluşturmak için püskürtmeli kurutma yöntemiyle kurutulur.

Reaktivite Profili
Mikrokristalin selüloz yanıcıdır.
Brom pentaflorür, sodyum nitrat, flor, perkloratlar, perklorik asit, sodyum klorat, magnezyum perklorat, F2, çinko permanganat, sodyum nitrit, sodyum nitrat, sodyum peroksit dahil olmak üzere güçlü oksitleyici maddelerle uyumsuzdur.
Nitrik ve sülfürik asit karışımıyla yapılan nitrasyon, yanıcı veya patlayıcı olan selüloz mikrokristalin nitratları (selüloz piroksilin, çözünür piroksilin, barut pamuğu) üretir.