Sodium polyacrylat (C3H3NaO2) n struktur, egenskaber, anvendelser, risici

4571
Egbert Haynes
Sodium polyacrylat (C3H3NaO2) n struktur, egenskaber, anvendelser, risici

Det Natriumpolyacrylat Det er en organisk forbindelse med høj molekylvægt dannet ved foreningen af ​​mange enheder eller stykker af en mindre forbindelse, natriumacrylat. Molekylformlen af ​​natriumpolyacrylat er (C3H3NaOto)n, og den udvidede formel for dets monomer er -CHto-CH (COONa)-.

Sodium polyacrylat har mange gentagne stykker på samme måde. Det er en anionisk polyelektrolyt, fordi den har mange carboxylatanioner -COO-, der har en negativ ladning. Dette er det, der giver det dets vigtigste fysisk-kemiske egenskaber og favoriserer dets flere anvendelser.

Formel af monomeren eller det gentagne stykke af natriumpolyacrylatpolymeren, hvor n repræsenterer antallet af gange, det gentages. Muso [CC BY-SA 3.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)]. Kilde: Wikimedia Commons.

Det har en stor affinitet med vand. Det absorberer det meget let og danner en gel. Absorberer alle typer væsker eller vandige opløsninger. Denne egenskab gør det brugt for eksempel i engangsbleer og hygiejnebind..

Det bruges også i emballage i den friske fødevareindustri til at absorbere overskydende vand, som de kan producere..

På grund af dets store antal negative afgifter på -COO- Det bruges i rengøringsmidler til at hjælpe med at suspendere snavspartikler. Det tjener også i industrielle processer, hvor det er nødvendigt at fange positive metalioner såsom calcium, aluminium og magnesium.

Natriumpolyacrylat er ikke giftigt, men det er meget vigtigt ikke at indtage det, da det kan absorbere vand fra spyt, øge dets volumen og forårsage kvælning..

Artikelindeks

  • 1 Kemisk struktur
  • 2 Nomenklatur
  • 3 egenskaber
    • 3.1 Fysisk tilstand
    • 3.2 Molekylvægt
    • 3.3 Tæthed
    • 3,4 pH
    • 3.5 Opløselighed
    • 3.6 Kemiske egenskaber
  • 4 Opnåelse
  • 5 anvendelser
    • 5.1 Som absorberende i forskellige anvendelser
    • 5.2 I rengøringsprodukter og vasketøj
    • 5.3 I fødevareindustrien
    • 5.4 I erfaringer med at forbedre genindvindingen af ​​restolie
    • 5.5 I plastindustrien
    • 5.6 I forskellige applikationer
  • 6 risici
  • 7 Referencer

Kemisk struktur

Natriumpolyacrylat er en polymer, så det består af mange individuelle stykker, der alle er ens og bundet sammen. Sådanne stykker, stykker eller enheder kaldes monomerer.

Natriumpolyacrylat dannes ved forening af mange molekyler natriumacrylat. Når de er samlet, mister stykkerne af natriumacrylat dobbeltbindingen.

Af denne grund har natriumpolyacrylat en struktur uden dobbeltbindinger med mange carboxylatanioner -COO- og mange natrium-na-ioner+ knyttet til disse.

For at have så mange anioniske grupper -COO- det siges at være en polyelektrolyt.

Monomeren eller det enkelte stykke natriumpolyacrylat har en kæde med to carbonatomer og en -COO-gruppe-Na+ vedhæftet den som følger: -CHto-CH (COO-Na+)-.

Struktur af natriumpolyacrylatmonomeren. De stiplede linjer angiver bindingerne med andre monomerer identiske med denne. Edgar181 [Public domain]. Kilde: Wikimedia Commons.

Mængden af ​​monomerer kan variere fra nogle få tiere til flere hundrede.

Af denne grund a n i polymerformlen, siden n symboliserer antallet af monomerer, og dette antal kan ændre sig afhængigt af hvad polymerproducenten ønsker.

Nomenklatur

-Natriumpolyacrylat

-Natriumsalt af polyacrylsyre

-Akrylsyrepolymer natriumsalt

-Natriumsalt af 2-propeninsyrehomopolymer (homopolymer betyder, at det er en homogen polymer, eller at den består af mange enheder af en enkelt type molekyle)

Ejendomme

Fysisk tilstand

Hvidt fast pulver eller granulat.

Molekylær vægt

Det afhænger af antallet af monomerer, der udgør polymeren. Kommercielt produceret natriumpolyacrylat med molekylvægte på for eksempel 1200, 2100, 8000 og 15000.

Massefylde

1,32 g / ml ved 25 ºC.

pH

6-9

Opløselighed

Meget opløseligt i vand.

Kemiske egenskaber

Natriumpolyacrylat har en høj affinitet for vand. Vandige natriumpolyacrylatopløsninger er meget tyktflydende og viser høj fibrositet.

Det er en ekstremt absorberende polymer, især af vand eller vandige væsker. Dens vandabsorptionshastighed er meget høj.

Vand tiltrækkes let af denne polymer, som når den absorberes bliver til en gel. Og det har en meget høj kapacitet til at tilbageholde absorberet vand.

Alt dette forklares, fordi brint i vand danner bindingsbroer med carboxylatanionen -COO- af polymeren. Polariteten af ​​vand og carboxylatgruppen favoriserer disse hydrogenbindinger: -C-O- - -H-O-H.

Natriumpolyacrylat stabiliserer også olie-i-vand-emulsioner. De dele af polyacrylatmolekylet, der er relateret til olie -CHto-CH- binder til denne og de ioniske eller vandrelaterede dele -COO-Na+ de bliver i dette. Således forbliver oliedråberne stabile i vandet.

En anden af ​​dens egenskaber er, at den på grund af dens store mængde carboxylatanioner -COO- natriumpolyacrylat kan let tiltrække positive ioner eller metalkationer, såsom calcium Cato+, magnesium Mgto+ eller aluminium Al3+. Slutter sig let til dem og giver ikke slip.

Det er ikke giftigt eller forurenende og er biologisk nedbrydeligt.

Opnåelse

For at opnå natriumpolyacrylat omsættes først acrylsyre CH.to= CH-COOH og natriumhydroxid NaOH til opnåelse af natriumacrylat CHto= CH-COO-Na+.

Sidstnævnte udsættes for opvarmning i nærværelse af ammoniumpersulfat (NH4)toStoELLER8 for at fremskynde polymerisationsreaktionen, hvor hvert natriumacrylatmolekyle er bundet til det næste ved hjælp af dobbeltbindingen.

Den opnåede opløsning indeholder natriumpolyacrylat. Derefter opnås den tørre polymer ved inddampning under visse betingelser.

Ansøgninger

Som absorberende middel i forskellige anvendelser

Natriumpolyacrylat anvendes som superabsorberende middel i flere vidt anvendte produkter. Et gram af denne polymer kan absorbere 300 til 1000 gram rent vand.

For eksempel bruges det til engangsbleer, hygiejnebind, amningspuder og andre husholdningsartikler. I disse tilfælde absorberer det effektivt vandige kropsvæsker, såsom urin eller blod..

Det bruges også til at forhindre væskespild ved at størkne dem. Tillader håndtering af kropsvæsker ved at fange dem i en tør, halvfast gel, hvilket gør bortskaffelse lettere.

På hospitaler og klinikker bruges det til håndtering af spild og i flasker til sugning af væsker. Dette muliggør besparelser på tøjvask, mindre forlegenhed for patienterne og reduceret glidning og travlhed for deres sundhedspersonale..

I rengøringsprodukter og tøjvask

Natriumpolyacrylat tjener som fortykningsmiddel i hypochloritopløsninger, der anvendes i blegeblandinger.

Det er også en del af vaskemiddelsammensætninger, fordi det under vasketøj fungerer som et dispergeringsmiddel for snavspartikler, holder dem i suspension, øger hvidheden og forbedrer den generelle rengøringsevne for vaskemidler..

Dette skyldes de mange negative eller anioniske ladninger, der hjælper med at suspendere snavspartikler, hvilket gør det mere effektivt i granulære eller pulvervaskemidler og vask ved alkalisk (dvs. basisk) pH..

Vaskemidler indeholder natriumpolyacrylat, som giver dem mulighed for bedre at vaske tøj. Forfatter: Frank Habel. Kilde: Pixabay.

I fødevareindustrien

Det er blevet brugt i vid udstrækning som et fortykningsmiddel og præparationsmiddel under anvendelse af dets fysisk-kemiske egenskaber.

Det bruges for eksempel som et dispergeringsmiddel til mineralpigmenter eller fyldstoffer, såsom calciumcarbonat eller kaolin under fremstillingen af ​​papir eller pap, der kommer i kontakt med alle slags fødevarer, undtagen til brug i kontakt med modermælkserstatninger eller modermælk..

Det fungerer også som væskeabsorberende i materialer, der kommer i kontakt med mad. Absorberer overskydende vand fra alle slags friske fødevarer, såsom kylling, fisk, kød, grøntsager og frugt.

Friske madpakker kan indeholde natriumpolyacrylat for at absorbere det vand, de kan frigive. Forfatter: Shutterbug75. Kilde: Pixabay.

I sukkerproducerende industrier tillader dets anvendelse under fordampning af vand fra roer eller sukkerrørsaft fangst af metalioner og styrer således dannelsen af ​​mineralindkapninger i udstyret..

I erfaringer med at forbedre genindvindingen af ​​resterende olie

I olieindustrien bruges det i øjeblikket sammen med andre akrylpolymerer til at fortykke vandet, der injiceres i nogle brønde, og favorisere effektiv fjernelse af resterende olie til dets genindvinding..

Derudover er natriumpolyacrylat blevet anvendt i test for at forhindre calcium- og magnesiumudfældning og således undgå tilsmudsning i udstyr under olieudvinding i brønde ved oversvømmelse med polymerer..

I plastindustrien

Natriumpolyacrylat tilsættes ofte til polyvinylchlorid eller PVC plast. Polyvinylchlorid) som modstand mod slag og forarbejdning.

PVC-rør, der anvendes til opførelse af huse og bygninger, kan indeholde natriumpolyacrylat for at øge deres modstand. Forfatter: Pisauikan. Kilde: Pixabay.

Blandt de egenskaber, den skal have for at udføre disse funktioner, er at have en vis ikke-blandbarhed (ikke blanding) med den anden polymer for at danne små uafhængige zoner..

På samme tid skal det generere nogle stærke grænsefladebindinger med basen eller matrixpolymeren for at muliggøre en god overførsel af spænding gennem nævnte bindinger..

Hvis stødmodifikatoren er for kompatibel eller blandbar, forbedrer den ikke stødmodstanden, men hvis den er helt inkompatibel, mister baseforbindelsen sin styrke eller sejhed.

Af denne grund er natriumpolyacrylat nyttigt i denne anvendelse..

I forskellige applikationer

Natriumpolyacrylat anvendes i papirmasse- og papirindustrien som et dispergeringsmiddel.

Dette skyldes dets evne til at binde eller fælde (og ikke frigive) skadelige multivalente (dvs. multi-ladede) kationer, såsom aluminium Al3+ og calcium Cato+, bliver kompleks med disse.

Det er modstandsdygtigt over for høj pH, høje temperaturer og høje forskydnings- eller forskydningskræfter. Men hvis de multivalente kationer er i høj koncentration, kan de udfælde polyacrylatet, hvilket får det til at miste dets effektivitet..

Det bruges også i den kosmetiske industri som fortykningsmiddel og emulgator.

På grund af dets evne til hurtigt at absorbere vand bruges det som en vandblokker i fiberoptiske kabler. Dette er de kabler, der bruges til transmission af Internettet og telefonsignalet.

Inde i de fiberoptiske kabler er der natriumpolyacrylat til at absorbere fugt, der kan trænge igennem dem og forhindre skader. Forfatter: Planet Fox. Kilde: Pixabay.

Sodium polyacrylat er den, der fylder de kolde gelpakker, der bruges til at behandle smerter fra slag eller skader eller til transport af medicin eller blomster.

Kold gelpose, der bruges til at lindre smerten ved sportsskader. yamada kazuyuki fra Higashi-betsuin, Japan [CC BY 2.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/2.0)]. Kilde: Wikimedia Commons.

Små dukker er lavet med natriumpolyacrylat, der ekspanderer eller øges i volumen, når de efterlades i blød i vand.

Risici

Selvom natriumpolyacrylat ikke er giftigt, får indtagelse af dets granulat oralt dem til at ekspandere i kontakt med spyt..

Derfor er indtagelse af det en væsentlig risiko, fordi det kan forårsage luftvejsobstruktion. Dette betyder, at det kan hindre vejrtrækningen. På den anden side, hvis det inhaleres i små mængder, ikke nok til at forårsage obstruktion, er det irriterende for vejrtrækningen på grund af dets tørreegenskaber..

Natriumpolyacrylat bruges mere og mere i medicinske og geriatriske afdelinger, der placeres i urinflasker ved siden af ​​patienter, hvilket gør det til en risiko for, at forvirrede ældre patienter kan indtage det.

Af denne grund skal disse typer patienter løbende overvåges..

Det irriterer ikke huden. Det er ikke brandfarligt.

Referencer

  1. Bajpai, P. (2015). Pulp og papir kemikalier. Polyacrylsalte. I papirmasse- og papirindustrien. Gendannet fra sciencedirect.com.
  2. Wypych, G. (2017). Lugt i forhold til forskellige polymerer. Polyacrylat. I Handbook of Odors in Plastic Materials (Anden udgave). Gendannet fra sciencedirect.com.
  3. Burckett St Laurent, J. (2007). Rengøring af tøjvask af tekstiler. Polymerer. I håndbog til rengøring / dekontaminering af overflader. Gendannet fra sciencedirect.com.
  4. Wickstone, L. et al. (2018). Risiko for kvælning ved indtagelse af Vernagel. Ann R Coll Surg Engl 2018; 100: e176-e177. Gendannet fra ncbi.nlm.nih.gov.
  5. Wypych, G. (2015). Principper for termisk nedbrydning. Polyacrylat. I PVC-nedbrydning og stabilisering. Gendannet fra sciencedirect.
  6. Medina-Torres, L. et al. (2014). Reologi af natriumpolyacrylat som en emulgator anvendt i kosmetiske emulsioner. Industriel og teknisk kemiforskning 2014, 53, 47, 18346-18351. Gendannet fra pubs.acs.org.
  7. Kemikaliebog. (2016). Natriumpolyacrylat. Gendannet fra chemicalbook.com.
  8. SCCO. (2019). Superabsorberende polymer (SAP). Gendannet fra sapgel.com.

Endnu ingen kommentarer