所述聚丙烯酸钠是通过许多单位或更小的化合物的碎片,丙烯酸钠的联合而形成的高分子量的有机化合物。聚丙烯酸钠的分子式为(C 3 H 3 NaO 2)n,其单体的扩展分子式为-CH 2 -CH(COONa)-。
聚丙烯酸钠具有许多相同的重复片段。它是一种阴离子聚合电解质,因为它有很多阴离子羧酸盐-COO - ,带负电。这就是它的主要理化性质,并具有许多用途。
聚丙烯酸钠聚合物的单体或重复片段的式,其中n表示重复的次数。o 资料来源:维基共享资源。
它对水有很大的亲和力。它很容易吸收,形成凝胶。吸收所有类型的液体或水溶液。该性能使其例如用于一次性尿布和卫生巾中。
它也用于新鲜食品行业的包装中,以吸收它们可能产生的多余水分。
由于其大量的负电荷,-COO -在洗涤剂的帮助使用悬浮灰尘颗粒。它也可用于需要捕集正性金属离子(例如钙,铝和镁)的工业过程。
聚丙烯酸钠无毒,但是非常重要的一点是不要摄取它,因为它可以吸收唾液中的水分,增加其体积并引起窒息。
化学结构
聚丙烯酸钠是一种聚合物,因此它由许多相同的部件组成,并连接在一起。这样的块,块或单元称为单体。
聚丙烯酸钠是由许多丙烯酸钠分子的结合产生的。当连接时,丙烯酸钠碎片失去双键。
因此,聚丙烯酸钠具有无双键的结构,其中有许多羧酸根阴离子–COO –和许多与之相连的钠+离子。
因为它有这么多的阴离子基团-COO -它被认为是聚电解质。
聚丙烯酸钠的单体或单片具有两个碳原子链,并连接有-COO - Na +基团,如下所示:-CH 2 -CH(COO - Na +)-。
聚丙烯酸钠单体的结构。虚线表示与与此相同的其他单体的键。埃德加181。资料来源:维基共享资源。
单体的量可以在几十到几百之间变化。
由于这个原因,在聚合物分子式中放置一个n,因为n表示单体的数量,并且该数量可以根据聚合物制造商的要求进行更改。
命名法
-聚丙烯酸钠
-聚丙烯酸钠盐
-丙烯酸聚合物钠盐
-2-丙烯酸均聚物的钠盐(均聚物是指均聚物或由许多类型的单一分子组成的单元)
物产
物理状态
白色固体粉末或颗粒。
分子量
这取决于构成聚合物的单体数量。商业上生产分子量为例如1200、2100、8000和15000的聚丙烯酸钠。
密度
在25°C下为1.32 g / mL
pH值
6-9
溶解度
易溶于水。
化学性质
聚丙烯酸钠对水具有高亲和力。聚丙烯酸钠水溶液具有很高的粘性,并具有很高的拉丝度。
它是一种极具吸收性的聚合物,尤其是水或水性液体。它的吸水速度很高。
水很容易被这种聚合物吸引,当被吸收时,它会变成凝胶。而且它具有很高的保留吸收水的能力。
所有这一切都是解释,因为在水中形成与羧酸根阴离子-COO粘结桥氢-聚合物。水和羧酸根的极性有利于这些氢键:–C – O–--H – O –H。
聚丙烯酸钠还可以稳定水包油乳液。聚丙烯酸酯分子中与油-CH 2 -CH-有关的部分与其结合,而与离子或水相关的部分-COO - Na +保留在其中。因此,油滴在水中保持稳定。
其另一个特征是,由于其大的羧酸根阴离子-COO的量-聚丙烯酸钠可以很容易地吸引正离子或金属阳离子,例如钙Ca 2+,镁的Mg 2+或铝Al 3+。它可以轻松地加入他们,并且不会放手。
它无毒或无污染,可生物降解。
取得
为了获得聚丙烯酸钠,首先使丙烯酸CH 2= CH-COOH与氢氧化钠NaOH 反应,以获得丙烯酸钠CH 2= CH-COO - Na +。
后者在过硫酸铵(NH 4)2 S 2 O 8的存在下进行加热以加速聚合反应,其中丙烯酸钠的每个分子都通过双键与下一个相连。
所得溶液包含聚丙烯酸钠。然后在一定条件下通过蒸发得到干燥的聚合物。
应用领域
作为各种用途的吸收剂
聚丙烯酸钠在几种广泛使用的产品中用作超吸收剂。一克这种聚合物可以吸收300至1000克纯净水。
例如,它用于一次性尿布,卫生巾,哺乳垫和其他家庭用品。在这些情况下,它可以有效吸收尿液或血液等含水体液。
它也可通过固化来防止液体溢出。它使您可以将体液截留在干燥的半固体凝胶中来处理,从而更易于处理。
在医院和诊所,它用于处理溢出物,并在瓶子中用于吸收液体。这样可以节省洗衣费用,减少患者的尴尬,并减少医护人员的滑倒和忙碌。
在清洁产品和洗衣中
聚丙烯酸钠在用于漂白混合物的次氯酸盐溶液中用作增稠剂。
它也是洗涤剂组合物的一部分,因为在洗衣过程中它充当污垢颗粒的分散剂,使其保持悬浮状态,增加白度并改善洗涤剂的一般清洁性能。
这是由于多个负电荷或阴离子电荷帮助悬浮污垢颗粒,使其在颗粒或粉末洗涤剂中最有效,并在碱性(即碱性)pH值下洗涤。
洗涤剂中含有聚丙烯酸钠,可以使它们更好地洗衣服。作者:弗兰克·哈贝尔(Frank Habel)。资料来源:
在食品行业
利用其理化性质,已被广泛用作增稠剂和制备剂。
例如,在与所有类型的食品接触的纸或纸板的生产过程中,它可用作矿物颜料或填充剂(如碳酸钙或高岭土)的分散剂,但与婴儿配方食品或母乳接触时除外。
它还可以在与食物接触的材料中用作流体吸收剂。它从各种新鲜食品中吸收过量的水,例如鸡肉,鱼,肉,蔬菜和水果。
新鲜食品包装可能包含聚丙烯酸钠,以吸收它们释放的水分。作者:Shutterbug75。资料来源:
在制糖工业中,在从甜菜或甘蔗汁中蒸发水的过程中使用它可以捕集金属离子,从而控制设备中矿物结壳的形成。
改善残油回收率的经验
在石油工业中,它目前与其他丙烯酸类聚合物一起使用,以增稠注入某些井中的水,并有利于有效去除残留油以进行回收。
此外,聚丙烯酸钠已用于测试中,以防止钙和镁沉淀,从而防止在从聚合物驱井中采油的过程中设备结垢。
在塑料行业
通常将聚丙烯酸钠添加到聚氯乙烯或PVC(聚氯乙烯)塑料中,作为抗冲强度改进剂和加工助剂。
用于房屋和建筑物的PVC管道可能包含聚丙烯酸钠,以增加其抵抗力。作者:Pisauikan。资料来源:
它必须具有的特征才能实现这些功能,即与其他聚合物具有一定的不混溶性(不混合),以形成较小的独立区域。
同时,它必须与基础或基体聚合物产生一些牢固的界面键,以允许通过这些键的应力转移良好。
如果抗冲改性剂太相容或混溶,则不能改善抗冲击性,但是如果完全不相容,则基础化合物会失去其强度或韧性。
因此,聚丙烯酸钠在该应用中是有用的。
在各种应用中
聚丙烯酸钠在纸浆和造纸工业中用作分散剂。
这是由于其能够螯合或捕获(而不释放)有害的多价(即,多电荷)阳离子(例如铝Al 3+和钙Ca 2+)与它们络合的能力。
它耐高pH,高温,高剪切力或剪切力。但是,如果多价阳离子的浓度很高,则它们会使聚丙烯酸酯沉淀,从而使其失去效力。
它还在化妆品工业中用作增稠剂和乳化剂。
由于它具有快速吸收水的能力,因此被用作光纤电缆中的阻水剂。这些是用于传输Internet和电话信号的电缆。
光纤电缆内部有聚丙烯酸钠,以吸收任何可渗透到其中的水分并防止损坏。作者:行星狐狸。资料来源:
聚丙烯酸钠是一种填充在冷凝胶袋中的聚丙烯酸钠,用于治疗由打打或受伤引起的疼痛,或用于运输药品或鲜花。
冷胶袋用于减轻运动损伤的疼痛。日本东别津的山田和幸 资料来源:维基共享资源。
用聚丙烯酸钠制成的小娃娃在浸泡在水中时会扩大或增加体积。
风险性
尽管聚丙烯酸钠无毒,但口服吸收其颗粒会使它们与唾液接触而膨胀。
因此,摄入它是很大的风险,因为它可能导致气道阻塞。这意味着它会阻碍呼吸。另一方面,如果少量吸入(不足以引起阻塞),则由于其干燥特性,会刺激呼吸。
聚丙烯酸钠越来越多地用于医疗和老年病房,放置在患者旁边的尿瓶中,这使困惑的老年患者可能会摄入该钠。
因此,必须持续监控这些类型的患者。
它对皮肤没有刺激性。不易燃。
参考文献
- Bajpai,P.(2015年)。纸浆和造纸化学品。聚丙烯酸酯盐。在纸浆和造纸工业中。从sciencedirect.com恢复。
- Wypych,G.(2017年)。关于不同聚合物的气味。聚丙烯酸酯。《塑料材料的气味手册》(第二版)。从sciencedirect.com恢复。
- Burckett St Laurent,J.(2007年)。纺织品的洗衣清洁。聚合物。在《表面清洁/去污手册》中。从sciencedirect.com恢复。
- Wickstone,L。等。(2018)。Vernagel吞食有窒息的危险。Ann R Coll Surg Engl 2018; 100:e176-e177。从ncbi.nlm.nih.gov恢复。
- Wypych,G.(2015年)。热降解原理。聚丙烯酸酯。在PVC中降解和稳定化。从sciencedirect中恢复。
- Medina-Torres,L.等。(2014)。在化妆品乳液中使用的聚丙烯酸钠作为乳化剂的流变学。工业与工程化学研究2014,53,47,18346-18351。从pubs.acs.org中恢复。
- 化学书。(2016)。聚丙烯酸钠。从chemicalbook.com恢复。
- SCCO。(2019)。超吸收性聚合物(SAP)。从sapgel.com恢复。