Sodium polyakrylat (C3H3NaO2) n struktur, egenskaper, användningsområden, risker

3064
Alexander Pearson
Sodium polyakrylat (C3H3NaO2) n struktur, egenskaper, användningsområden, risker

De Natriumpolyakrylat Det är en organisk förening med hög molekylvikt bildad genom förening av många enheter eller bitar av en mindre förening, natriumakrylat. Molekylformeln för natriumpolyakrylat är (C3H3NaOtvå)n, och den utökade formeln för dess monomer är -CHtvå-CH (COONa)-.

Natriumpolyakrylat har många upprepade bitar lika. Det är en anjonisk polyelektrolyt eftersom den har många karboxylatanjoner -COO-, som har en negativ laddning. Detta är vad som ger det dess huvudsakliga fysikalisk-kemiska egenskaper och gynnar dess många användningsområden.

Formel för monomeren eller den repetitiva biten av natriumpolyakrylatpolymeren, där n representerar antalet gånger den upprepas. Muso [CC BY-SA 3.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)]. Källa: Wikimedia Commons.

Det har en stor affinitet för vatten. Det absorberar det mycket enkelt och bildar en gel. Absorberar alla typer av vätskor eller vattenlösningar. Den här egenskapen gör att den används till exempel i engångsblöjor och sanitetsbindor..

Det används också i förpackningar för färskvaruindustrin för att absorbera överflödigt vatten som de kan producera..

På grund av dess stora antal negativa laddningar av -COO- Det används i tvättmedel för att hjälpa till att upphänga smutspartiklar. Det tjänar också i industriella processer där det krävs att fånga positiva metalljoner som kalcium, aluminium och magnesium.

Natriumpolyakrylat är inte giftigt, men det är mycket viktigt att inte inta det eftersom det kan absorbera vatten från saliv, öka volymen och orsaka kvävning..

Artikelindex

  • 1 Kemisk struktur
  • 2 Nomenklatur
  • 3 fastigheter
    • 3.1 Fysiskt tillstånd
    • 3.2 Molekylvikt
    • 3.3 Densitet
    • 3,4 pH
    • 3.5 Löslighet
    • 3.6 Kemiska egenskaper
  • 4 Skaffa
  • 5 användningsområden
    • 5.1 Som absorberande i olika applikationer
    • 5.2 I rengöringsprodukter och tvätt
    • 5.3 I livsmedelsindustrin
    • 5.4 Erfarenheter för att förbättra återvinningen av restolja
    • 5.5 Inom plastindustrin
    • 5.6 I olika applikationer
  • 6 risker
  • 7 Referenser

Kemisk struktur

Natriumpolyakrylat är en polymer, så det består av många enskilda bitar som är desamma och länkade ihop. Sådana bitar, bitar eller enheter kallas monomerer.

Natriumpolyakrylat genereras genom förening av många molekyler natriumakrylat. När de sammanfogas tappar bitarna av natriumakrylat dubbelbindningen.

Av denna anledning har natriumpolyakrylat en struktur utan dubbelbindningar, med många karboxylatanjoner -COO- och många natrium-najoner+ bifogas dessa.

För att ha så många anjoniska grupper -COO- det sägs vara en polyelektrolyt.

Monomeren eller den enskilda biten av natriumpolyakrylat har en kedja med två kolatomer och en -COO-grupp-Na+ bifogas den enligt följande: -CHtvå-CH (COO-Na+)-.

Struktur av natriumpolyakrylatmonomeren. De streckade linjerna anger bindningarna med andra monomerer som är identiska med denna. Edgar181 [Allmän domän]. Källa: Wikimedia Commons.

Mängden monomerer kan variera från några tiotals till flera hundra.

Av denna anledning a n i polymerformeln, sedan n symboliserar antalet monomerer och detta antal kan ändras beroende på vad polymertillverkaren vill ha.

Nomenklatur

-Natriumpolyakrylat

-Natriumsalt av polyakrylsyra

-Akrylsyrapolymer natriumsalt

-Natriumsalt av 2-propeninsyrahomopolymer (homopolymer betyder att det är en homogen polymer eller att den består av många enheter av en enda typ av molekyl)

Egenskaper

Fysiskt tillstånd

Vitt fast pulver eller granulat.

Molekylvikt

Det beror på antalet monomerer som utgör polymeren. Kommersiellt framställt natriumpolyakrylat med molekylvikter på exempelvis 1200, 2100, 8000 och 15000.

Densitet

1,32 g / ml vid 25 ° C.

pH

6-9

Löslighet

Mycket löslig i vatten.

Kemiska egenskaper

Natriumpolyakrylat har hög affinitet för vatten. Vattenhaltiga natriumpolyakrylatlösningar är mycket viskösa och uppvisar hög fibrositet.

Det är en extremt absorberande polymer, särskilt av vatten eller vattenhaltiga vätskor. Dess vattenabsorptionshastighet är mycket hög.

Vatten dras lätt till denna polymer, som när den absorberas förvandlas till en gel. Och den har mycket hög kapacitet att behålla absorberat vatten.

Allt detta förklaras eftersom väte i vatten bildar bindningsbryggor med karboxylatanjonen -COO- av polymeren. Polariteten hos vatten och karboxylatgruppen gynnar dessa vätebindningar: -C-O- - -H-O-H.

Natriumpolyakrylat stabiliserar också olja-i-vatten-emulsioner. De delar av polyakrylatmolekylen som är relaterade till olja -CHtvå-CH-bind till detta och de joniska eller vattenrelaterade delarna -COO-Na+ de stannar kvar i det här. Således förblir oljedropparna stabila i vattnet.

En annan av dess egenskaper är att den på grund av dess stora mängd karboxylatanjoner -COO- natriumpolyakrylat kan lätt locka positiva joner eller metallkatjoner, såsom kalcium Catvå+, magnesium Mgtvå+ eller aluminium Al3+. Går enkelt med dem och släpper inte taget.

Det är inte giftigt eller förorenande och är biologiskt nedbrytbart.

Erhållande

För att erhålla natriumpolyakrylat reageras akrylsyra CH först.två= CH-COOH och natriumhydroxid NaOH för erhållande av natriumakrylat CHtvå= CH-COO-Na+.

Det senare utsätts för uppvärmning i närvaro av ammoniumpersulfat (NH4)tvåStvåELLER8 för att påskynda polymerisationsreaktionen, där varje natriumakrylatmolekyl är fäst till nästa med dubbelbindning.

Den erhållna lösningen innehåller natriumpolyakrylat. Därefter erhålls torr polymer genom indunstning under vissa betingelser.

Applikationer

Som ett absorberande ämne i olika applikationer

Natriumpolyakrylat används som superabsorbent i flera produkter som används i stor utsträckning. Ett gram av denna polymer kan absorbera 300 till 1000 gram rent vatten.

Till exempel används den i engångsblöjor, sanitetsbindor, amningskuddar och andra hushållsartiklar. I dessa fall absorberar den effektivt vattenhaltiga kroppsvätskor, såsom urin eller blod..

Det används också för att förhindra vätskespill genom att stelna dem. Tillåter hantering av kroppsvätskor genom att fånga dem i en torr, halvfast gel, vilket gör bortskaffandet enklare.

På sjukhus och kliniker används det för hantering av spill och i flaskor för sug av vätskor. Detta möjliggör besparingar på tvätten, mindre pinsamhet för patienterna och minskad halka och rörelse för deras vårdpersonal..

I rengöringsprodukter och tvätt

Natriumpolyakrylat fungerar som ett förtjockningsmedel i hypokloritlösningar som används i blekningsblandningar.

Det är också en del av tvättmedelskompositioner eftersom det under tvätten fungerar som ett dispergeringsmedel för smutspartiklar, håller dem i suspension, ökar vitheten och förbättrar rengöringsmedlets allmänna rengöringsprestanda..

Detta beror på de multipla negativa eller anjoniska laddningarna som hjälper till att upphänga smutspartiklar, vilket gör det mer effektivt i granulära eller pulverformiga tvättmedel och tvättar vid alkaliskt (dvs. grundläggande) pH..

Tvättmedel innehåller natriumpolyakrylat som gör att de bättre kan tvätta kläder. Författare: Frank Habel. Källa: Pixabay.

I livsmedelsindustrin

Det har använts i stor utsträckning som ett förtjockningsmedel och beredningsmedel med användning av dess fysikalisk-kemiska egenskaper.

Det används till exempel som ett dispergeringsmedel för mineralpigment eller fyllmedel såsom kalciumkarbonat eller kaolin under tillverkningen av papper eller kartong som kommer i kontakt med alla typer av livsmedel, förutom för användning i kontakt med modersmjölksersättning eller bröstmjölk..

Det fungerar också som ett vätskeabsorberande ämne i material som kommer i kontakt med maten. Absorberar överflödigt vatten från alla typer av färska livsmedel, såsom kyckling, fisk, kött, grönsaker och frukt.

Färska livsmedelsförpackningar kan innehålla natriumpolyakrylat för att absorbera vattnet som de kan släppa ut. Författare: Shutterbug75. Källa: Pixabay.

I sockerproducerande industrier tillåter dess användning under avdunstning av vatten från sockerrörs- eller sockerrörsjuper fångst av metalljoner och därmed kontrollera bildandet av mineralskärningar i utrustningen..

Erfarenheter för att förbättra återvinningen av restolja

Inom oljeindustrin används den för närvarande tillsammans med andra akrylpolymerer för att tjockna vattnet som injiceras i vissa brunnar och gynna ett effektivt avlägsnande av kvarvarande olja för dess återvinning..

Dessutom har natriumpolyakrylat använts i tester för att förhindra kalcium- och magnesiumutfällning och därmed undvika nedsmutsning i utrustning under oljeåtervinning i brunnar genom översvämning med polymerer..

Inom plastindustrin

Natriumpolyakrylat tillsätts ofta till polyvinylklorid eller PVC-plast. Polyvinylklorid) som modifierare för slagtålighet och bearbetningshjälpmedel.

PVC-rör som används vid konstruktion av hus och byggnader kan innehålla natriumpolyakrylat för att öka deras motståndskraft. Författare: Pisauikan. Källa: Pixabay.

Bland de egenskaper som den måste ha för att uppfylla dessa funktioner är att ha en viss icke-blandbarhet (inte blandas) med den andra polymeren för att bilda små oberoende zoner..

Samtidigt måste den alstra några starka gränsytobindningar med basen eller matrispolymeren för att möjliggöra en god överföring av spänning genom nämnda bindningar..

Om slagmodifieraren är för kompatibel eller blandbar förbättrar den inte slaghållfastheten, men om den är helt inkompatibel förlorar basföreningen sin styrka eller seghet.

Av denna anledning är natriumpolyakrylat användbart i denna ansökan..

I olika applikationer

Natriumpolyakrylat används i massa- och pappersindustrin som ett dispergeringsmedel.

Detta beror på dess förmåga att sekvestrera eller fånga upp (och inte släppa ut) skadliga multivalenta (dvs. multiladdade) katjoner, såsom aluminium Al3+ och kalcium Catvå+, blir komplex med dessa.

Den är resistent mot högt pH, höga temperaturer och höga skjuv- eller skjuvkrafter. Men om de flervärda katjonerna är i hög koncentration, kan de fälla ut polyakrylat och orsaka att det tappar sin effektivitet..

Det används också i den kosmetiska industrin som ett förtjockningsmedel och emulgeringsmedel.

På grund av dess förmåga att absorbera vatten snabbt används det som en vattenblockerare i fiberoptiska kablar. Dessa är de kablar som används för överföring av Internet och telefonsignal.

Inuti de fiberoptiska kablarna finns natriumpolyakrylat för att absorbera fukt som kan tränga in i dem och förhindra skador. Författare: Planet fox. Källa: Pixabay.

Sodium polyakrylat är det som fyller de kalla gelförpackningarna som används för att behandla smärta från slag eller skador, eller för att transportera läkemedel eller blommor.

Kallgelpåse som används för att lugna smärtan vid idrottsskador. yamada kazuyuki från Higashi-betsuin, Japan [CC BY 2.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/2.0)]. Källa: Wikimedia Commons.

Små dockor är gjorda med natriumpolyakrylat som expanderar eller ökar i volym när de lämnas i blöt.

Risker

Även om natriumpolyakrylat inte är giftigt, får intag av dess granulat oralt att de expanderar i kontakt med saliv..

Följaktligen är intag av det en betydande risk eftersom det kan orsaka luftvägsobstruktion. Detta innebär att det kan hindra andningen. Å andra sidan, om det inandas i små mängder, inte tillräckligt för att orsaka hinder, är det irriterande för andningen på grund av dess torkegenskaper..

Natriumpolyakrylat används mer och mer på medicinska och geriatriska avdelningar, placerade i urinflaskor bredvid patienter, vilket gör det till en risk att förvirrade äldre patienter kan inta det.

Av denna anledning måste dessa typer av patienter övervakas kontinuerligt..

Det irriterar inte huden. Det är inte brandfarligt.

Referenser

  1. Bajpai, P. (2015). Massa- och papperskemikalier. Polyakrylat salter. Inom massa- och pappersindustrin. Återställd från sciencedirect.com.
  2. Wypych, G. (2017). Lukt i förhållande till olika polymerer. Polyakrylat. I Handbook of Odors in Plastic Materials (andra upplagan). Återställd från sciencedirect.com.
  3. Burckett St Laurent, J. (2007). Tvättrengöring av textilier. Polymerer. I handbok för rengöring / sanering av ytor. Återställd från sciencedirect.com.
  4. Wickstone, L. et al. (2018). Risk för kvävning vid intag av Vernagel. Ann R Coll Surg Engl 2018; 100: e176-e177. Återställd från ncbi.nlm.nih.gov.
  5. Wypych, G. (2015). Principer för termisk nedbrytning. Polyakrylat. Vid PVC-nedbrytning och stabilisering. Återställd från sciencedirect.
  6. Medina-Torres, L. et al. (2014). Reologi av natriumpolyakrylat som emulgator som används i kosmetiska emulsioner. Industriell och teknisk kemiforskning 2014, 53, 47, 18346-18351. Återställd från pubs.acs.org.
  7. Kemikaliebok. (2016). Natriumpolyakrylat. Återställd från chemicalbook.com.
  8. SCCO. (2019). Superabsorberande polymer (SAP). Återställd från sapgel.com.

Ingen har kommenterat den här artikeln än.