Polyakrylát sodný (C3H3NaO2) n struktura, vlastnosti, použití, rizika

4779
Philip Kelley
Polyakrylát sodný (C3H3NaO2) n struktura, vlastnosti, použití, rizika

The Polyakrylát sodný Jedná se o vysokomolekulární organickou sloučeninu vytvořenou spojením mnoha jednotek nebo kousků menší sloučeniny, akrylátu sodného. Molekulární vzorec polyakrylátu sodného je (C.3H3NaOdva)n, a rozšířený vzorec jeho monomeru je -CHdva-CH (COONa)-.

Polyakrylát sodný má mnoho opakujících se kousků. Je to aniontový polyelektrolyt, protože má mnoho karboxylátových aniontů -COO-, které mají záporný náboj. To mu dává hlavní fyzikální a chemické vlastnosti a upřednostňuje jeho mnohostranné použití.

Vzorec monomeru nebo opakovaného kousku polymeru polyakrylátu sodného, ​​kde n představuje počet opakování. Muso [CC BY-SA 3.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)]. Zdroj: Wikimedia Commons.

Má velkou afinitu k vodě. Absorbuje ho velmi snadno a vytváří gel. Absorbuje všechny typy tekutin nebo vodných roztoků. Díky této vlastnosti se používá například v jednorázových plenkách a hygienických vložkách..

Používá se také v obalech potravinářského průmyslu k absorpci přebytečné vody, kterou mohou produkovat..

Kvůli velkému počtu záporných nábojů -COO- Používá se v detergentech, které pomáhají zadržovat částice nečistot. Slouží také v průmyslových procesech, kde je vyžadováno zachycování pozitivních kovových iontů, jako je vápník, hliník a hořčík.

Polyakrylát sodný není toxický, ale je velmi důležité jej nepolykat, protože může absorbovat vodu ze slin, zvětšit svůj objem a způsobit udušení..

Rejstřík článků

  • 1 Chemická struktura
  • 2 Názvosloví
  • 3 Vlastnosti
    • 3.1 Fyzický stav
    • 3,2 Molekulová hmotnost
    • 3.3 Hustota
    • 3,4 pH
    • 3.5 Rozpustnost
    • 3.6 Chemické vlastnosti
  • 4 Získání
  • 5 použití
    • 5.1 Jako absorbent v různých aplikacích
    • 5.2 V čisticích prostředcích a prádle
    • 5.3 V potravinářském průmyslu
    • 5.4 Ve zkušenostech se zlepšením využití zbytkového oleje
    • 5.5 V plastikářském průmyslu
    • 5.6 V různých aplikacích
  • 6 Rizika
  • 7 Reference

Chemická struktura

Polyakrylát sodný je polymer, takže se skládá z mnoha jednotlivých částí, které jsou všechny stejné a navzájem spojené. Takové kousky, kousky nebo jednotky se nazývají monomery.

Polyakrylát sodný je generován spojením mnoha molekul akrylátu sodného. Když se spojí, kousky akrylátu sodného ztratí dvojnou vazbu.

Z tohoto důvodu má polyakrylát sodný strukturu bez dvojných vazeb s mnoha karboxylátovými anionty -COO- a mnoho sodíkových iontů Na+ k nim připojené.

Za to, že vlastníte tolik aniontových skupin -COO- říká se o polyelektrolytu.

Monomer nebo jednotlivý kus polyakrylátu sodného má řetězec dvou atomů uhlíku a skupinu -COO-Na+ připojený k němu, takto: -CHdva-CH (COO-Na+)-.

Struktura monomeru polyakrylátu sodného. Tečkované čáry označují vazby s jinými monomery identickými s tímto. Edgar181 [Public domain]. Zdroj: Wikimedia Commons.

Množství monomerů se může pohybovat od několika desítek do několika set.

Z tohoto důvodu a n ve vzorci polymeru, protože n symbolizuje počet monomerů a tento počet se může měnit v závislosti na tom, co chce výrobce polymerů.

Nomenklatura

-Polyakrylát sodný

-Sodná sůl kyseliny polyakrylové

-Sodná sůl polymeru s kyselinou akrylovou

-Sodná sůl homopolymeru kyseliny 2-propenové (homopolymer znamená, že se jedná o homogenní polymer nebo že je složen z mnoha jednotek jednoho typu molekuly)

Vlastnosti

Fyzický stav

Bílý pevný prášek nebo granule.

Molekulární váha

Závisí to na počtu monomerů, které tvoří polymer. Komerčně vyráběný polyakrylát sodný s molekulovými hmotnostmi například 1200, 2100, 8000 a 15000.

Hustota

1,32 g / ml při 25 ° C.

pH

6-9

Rozpustnost

Velmi dobře rozpustný ve vodě.

Chemické vlastnosti

Polyakrylát sodný má vysokou afinitu k vodě. Vodné roztoky polyakrylátu sodného jsou velmi viskózní a vykazují vysokou vláknitost.

Je to extrémně absorpční polymer, zejména vody nebo vodných tekutin. Jeho rychlost absorpce vody je velmi vysoká.

Voda je snadno přitahována k tomuto polymeru, který se po vstřebání změní na gel. A má velmi vysokou kapacitu zadržovat absorbovanou vodu.

To vše je vysvětleno, protože vodík ve vodě tvoří vazebné můstky s karboxylátovým anionem -COO- polymeru. Polarita vody a karboxylátové skupiny upřednostňuje tyto vodíkové vazby: -C-O- - -H-O-H.

Polyakrylát sodný také stabilizuje emulze typu olej ve vodě. Části polyakrylátové molekuly, které se vztahují k oleji -CHdva-CH- se váže na toto a iontové nebo s vodou související části -COO-Na+ zůstávají v tom. Kapičky oleje tak zůstávají ve vodě stabilní.

Další z jeho charakteristik je, že díky velkému množství karboxylátových aniontů -COO- polyakrylát sodný může snadno přilákat pozitivní ionty nebo kationty kovů, jako je vápník Cadva+, hořčík Mgdva+ nebo hliník Al3+. Snadno se k nim připojí a nepustí.

Není toxický ani znečišťující a je biologicky odbouratelný.

Získávání

K získání polyakrylátu sodného se nejprve nechá reagovat kyselina akrylová CH.dva= CH-COOH a hydroxid sodný NaOH, za získání CH akrylátu sodnéhodva= CH-COO-Na+.

Ten se podrobí zahřívání v přítomnosti persíranu amonného (NH4)dvaSdvaNEBO8 k urychlení polymerační reakce, kdy je každá molekula akrylátu sodného připojena k další pomocí dvojné vazby.

Získaný roztok obsahuje polyakrylát sodný. Potom se odpařením za určitých podmínek získá suchý polymer.

Aplikace

Jako absorbent v různých aplikacích

Polyakrylát sodný se používá jako superabsorbent v několika široce používaných výrobcích. Jeden gram tohoto polymeru může absorbovat 300 až 1 000 gramů čisté vody.

Používá se například v jednorázových plenkách, hygienických vložkách, kojeneckých vložkách a jiných domácích potřebách. V těchto případech účinně absorbuje vodné tělesné tekutiny, jako je moč nebo krev..

Používá se také k prevenci úniků kapalin jejich tuhnutím. Umožňuje nakládání s tělesnými tekutinami tím, že je zachycuje v suchém, polotuhém gelu, což usnadňuje likvidaci.

V nemocnicích a klinikách se používá pro správu rozlití a v lahvích pro odsávání tekutin. To umožňuje úspory na prádle, menší rozpaky pro pacienty a snížení sklouznutí a shonu jejich zdravotnických pracovníků..

V čisticích prostředcích a prádle

Polyakrylát sodný slouží jako zahušťovadlo v roztokech chlornanu používaných v bělicích směsích.

Je také součástí detergentních směsí, protože během praní působí jako dispergátor částic nečistot, udržuje je v suspenzi, zvyšuje bělost a zlepšuje celkový čisticí účinek detergentů..

To je způsobeno mnoha negativními nebo aniontovými náboji, které pomáhají suspendovat částice nečistot, což je činí efektivnějšími v granulovaných nebo práškových detergentech a praní při alkalickém (tj. Zásaditém) pH..

Čisticí prostředky obsahují polyakrylát sodný, který jim umožňuje lépe prát prádlo. Autor: Frank Habel. Zdroj: Pixabay.

V potravinářském průmyslu

Bylo široce používáno jako zahušťovadlo a přípravné činidlo využívající jeho fyzikálně-chemických vlastností.

Používá se například jako dispergační prostředek pro minerální pigmenty nebo plniva, jako je uhličitan vápenatý nebo kaolin, při výrobě papíru nebo lepenky, které přicházejí do styku se všemi druhy potravin, s výjimkou použití při styku s počáteční kojeneckou výživou nebo mateřským mlékem..

Slouží také jako absorbent tekutin v materiálech, které přicházejí do styku s potravinami. Absorbuje přebytečnou vodu ze všech druhů čerstvých potravin, jako jsou kuřecí maso, ryby, maso, zelenina a ovoce.

Balení čerstvých potravin mohou obsahovat polyakrylát sodný, který absorbuje vodu, kterou mohou uvolňovat. Autor: Shutterbug75. Zdroj: Pixabay.

V průmyslových odvětvích vyrábějících cukr umožňuje jeho použití během odpařování vody ze šťávy z cukrové řepy nebo cukrové třtiny zachycování kovových iontů a tím kontrolu tvorby minerálních inkrustací v zařízení..

Ve zkušenostech ke zlepšení využití zbytkového oleje

V ropném průmyslu se v současné době používá ve spojení s jinými akrylovými polymery k zahuštění vody vstřikované do některých vrtů a ke zvýhodnění účinného odstraňování zbytkového oleje pro jeho využití..

Kromě toho byl při zkouškách použit polyakrylát sodný, aby se zabránilo srážení vápníku a hořčíku, a zabránilo se tak znečištění zařízení během těžby ropy v jamkách zaplavením polymery..

V plastikářském průmyslu

Polyakrylát sodný se často přidává do polyvinylchloridu nebo plastu z PVC. Polyvinyl chlorid) jako modifikátor odolnosti proti nárazu a pomocná látka pro zpracování.

PVC trubky používané při stavbě domů a budov mohou obsahovat polyakrylát sodný, aby se zvýšila jejich odolnost. Autor: Pisauikan. Zdroj: Pixabay.

Mezi vlastnosti, které musí mít, aby tyto funkce plnil, je vlastnost určité nemísitelnosti (nemíchání) s jiným polymerem, aby se vytvořily malé nezávislé zóny..

Současně musí vytvářet určité silné mezifázové vazby se základním nebo matricovým polymerem, aby umožnil dobrý přenos napětí uvedenými vazbami..

Pokud je modifikátor nárazu příliš kompatibilní nebo mísitelný, nezlepšuje odolnost proti nárazu, ale pokud je zcela nekompatibilní, základní směs ztrácí svou pevnost nebo houževnatost.

Z tohoto důvodu je v této aplikaci užitečný polyakrylát sodný..

V různých aplikacích

Polyakrylát sodný se používá v papírenském a papírenském průmyslu jako dispergátor.

To je způsobeno jeho schopností izolovat nebo zachytit (a neuvolnit) škodlivé multivalentní (tj. Více nabité) kationty, jako je hliník Al3+ a vápník Cadva+, je s nimi složité.

Je odolný vůči vysokému pH, vysokým teplotám a vysokým smykovým nebo smykovým silám. Pokud jsou však multivalentní kationty ve vysoké koncentraci, mohou polyakrylát vysrážet a způsobit jeho účinnost..

Používá se také v kosmetickém průmyslu jako zahušťovadlo a emulgátor.

Díky své schopnosti rychle absorbovat vodu se používá jako blokátor vody v kabelech z optických vláken. Jedná se o kabely používané pro přenos internetového a telefonního signálu.

Uvnitř kabelů z optických vláken je polyakrylát sodný, který absorbuje veškerou vlhkost, která je může proniknout a zabránit poškození. Autor: Planet fox. Zdroj: Pixabay.

Polyakrylát sodný je ten, který plní studené gelové balíčky, které se používají k léčbě bolesti po úderech nebo úrazech nebo k přepravě léků nebo květin.

Chladný gelový vak sloužící k uklidnění bolesti při sportovních úrazech. yamada kazuyuki z Higashi-betsuin, Japonsko [CC BY 2.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/2.0)]. Zdroj: Wikimedia Commons.

Malé panenky se vyrábějí z polyakrylátu sodného, ​​který při ponoření do vody zvětšuje nebo zvětšuje svůj objem.

Rizika

Ačkoli polyakrylát sodný není toxický, požití jeho granulí orálně způsobí jejich expanzi při kontaktu se slinami..

V důsledku toho je jeho požití významné riziko, protože může způsobit ucpání dýchacích cest. To znamená, že může bránit dýchání. Na druhou stranu, pokud je inhalován v malém množství, které nestačí k tomu, aby způsobilo překážku, dráždí dýchání kvůli jeho sušícím vlastnostem..

Polyakrylát sodný se stále více používá na lékařských a geriatrických odděleních a je umístěn v lahvích s močem vedle pacientů, takže je riziko, že by ho mohli požit zmatení starší pacienti..

Z tohoto důvodu musí být tyto typy pacientů neustále sledovány..

Nedráždí pokožku. Není hořlavý.

Reference

  1. Bajpai, P. (2015). Chemikálie pro celulózu a papír. Polyakrylátové soli. V průmyslu papíru a celulózy. Obnoveno ze sciencedirect.com.
  2. Wypych, G. (2017). Zápach ve vztahu k různým polymerům. Polyakrylát. In Handbook of Odors in Plastic Materials (Second Edition). Obnoveno ze sciencedirect.com.
  3. Burckett St Laurent, J. (2007). Čištění prádla od textilu. Polymery. V příručce pro čištění / dekontaminaci povrchů. Obnoveno ze sciencedirect.com.
  4. Wickstone, L. a kol. (2018). Riziko zadušení při požití přípravku Vernagel. Ann R Coll Surg Engl 2018; 100: e176-e177. Obnoveno z ncbi.nlm.nih.gov.
  5. Wypych, G. (2015). Principy tepelné degradace. Polyakrylát. Při degradaci a stabilizaci PVC. Obnoveno ze sciencedirect.
  6. Medina-Torres, L. a kol. (2014). Reologie polyakrylátu sodného jako emulgátoru používaného v kosmetických emulzích. Výzkum průmyslové a inženýrské chemie 2014, 53, 47, 18346-18351. Obnoveno z pubs.acs.org.
  7. Chemická kniha. (2016). Polyakrylát sodný. Obnoveno z chemicalbook.com.
  8. SCCO. (2019). Superabsorpční polymer (SAP). Obnoveno z sapgel.com.

Zatím žádné komentáře