NATRIUMPOLYACRYLAT (C3H3NAO2) N: STRUKTUR, EGENSKABER, ANVENDELSER, RISICI - KEMI

Den natriumpolyacrylat er en organisk forbindelse med høj molekylvægt dannes ved foreningen af mange enheder eller stykker af en mindre forbindelse, natriumacrylat. Molekylformlen for natriumpolyacrylat er (C ₃ H ₃ NaOt ₂) _n, og den udvidede formel dens monomer er -CH ₂ -CH (COONa) -.

Natriumpolyacrylat har mange gentagne stykker på samme måde. Det er en anionisk polyelektrolyt fordi det har mange anioner carboxylat COO ^-, som er negativt ladede. Dette er hvad der giver det dens vigtigste fysisk-kemiske egenskaber og favoriserer dets mange anvendelser.

Formel for monomeren eller det gentagne stykke af natriumpolyacrylatpolymeren, hvor n repræsenterer antallet af gange, den gentages. Muso. Kilde: Wikimedia Commons.

Det har en stor affinitet for 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 til den friske fødevareindustri til at absorbere overskydende vand, som de måtte producere.

På grund af dens store mængde negative ladninger bruges –COO ^- i vaskemidler til at hjælpe med at suspendere snavspartikler. Det fungerer 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.

Kemisk struktur

Natriumpolyacrylat er en polymer, så det består af mange individuelle stykker, der alligevel er sammenføjede. Sådanne bidder, stykker eller enheder kaldes monomerer.

Natriumpolyacrylat dannes ved foreningen af mange molekyler af natriumacrylat. Når de kobles sammen, mister stykkerne med natriumacrylat dobbeltbindingen.

Af denne grund har natriumpolyacrylat en struktur uden dobbeltbindinger, med mange carboxylat-anioner –COO ^- og mange natrium Na ⁺ -ioner knyttet til dem.

Fordi det har så mange anioniske grupper - COO ^- siges det at være en polyelektrolyt.

Monomeren eller det individuelle stykke natriumpolyacrylat har en kæde med to carbonatomer og en gruppe –COO ^- Na ⁺ bundet dertil, som angivet nedenfor: –CH ₂ –CH (COO ^- Na ⁺) -.

Struktur af natriumpolyacrylatmonomeren. De stiplede linjer angiver bindingerne med andre monomerer, der er identiske med denne. Edgar181. Kilde: Wikimedia Commons.

Mængden af monomerer kan variere fra et par tiere til flere hundrede.

Af denne grund anbringes et n i polymerformlen, da n symboliserer antallet af monomerer, og dette antal kan ændre sig i henhold til hvad polymerproducenten ønsker.

nomenklatur

-Sodiumpolyacrylat

-Sodiumsalt af polyacrylsyre

-Acrylsyre-polymernatriumsalt

-Sodiumsalt af 2-propensyre-homopolymer (homopolymer betyder, at det er en homogen polymer, eller at det 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. Natriumpolyacrylat med molekylvægte på for eksempel 1200, 2100, 8000 og 15000 fremstilles kommercielt.

Massefylde

1,32 g / ml ved 25 ° C

pH

6-9

Opløselighed

Meget opløselig i vand.

Kemiske egenskaber

Natriumpolyacrylat har en høj affinitet for vand. Vandige natriumpolyacrylatopløsninger er meget viskøse og udviser stor stringiness.

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

Vand tiltrækkes let til 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 brintet i vandet danner bindingsbroer med carboxylatanionen ^- COO ^- for 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 –CH ₂ –CH–, binder til det, og de ion- eller vandrelaterede dele –COO ^- Na ⁺ forbliver i det. Således forbliver oliedråberne stabile i vandet.

Et andet af dets egenskaber er, at på grund af dets store mængde carboxylat-anioner - COO ^{- kan} natriumpolyacrylat let tiltrække positive ioner eller metalkationer såsom calcium Ca ²⁺, magnesium Mg ²⁺ eller aluminium Al ³⁺. Det slutter sig let sammen med dem og slipper ikke løs.

Det er ikke giftigt eller forurenende og er biologisk nedbrydeligt.

Indhentning

Til opnåelse natriumpolyacrylat, acrylsyre CH ₂ = CH-COOH og natriumhydroxid NaOH omsættes først, for at opnå natriumacrylat CH ₂ = CH-COO ^- Na ⁺.

Sidstnævnte underkastes opvarmning i nærvær af ammoniumpersulfat (NH ₄) ₂ S ₂ O ₈ for at fremskynde polymerisationsreaktionen, hvor hvert molekyle natriumacrylat er fastgjort til den næste ved hjælp dobbeltbindingen.

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

Applikationer

Som absorbent i forskellige anvendelser

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

For eksempel bruges det i engangsbleer, sanitetsservietter, ammepuder og andre husholdningsartikler. I disse tilfælde absorberer den effektivt vandige kropsvæsker, såsom urin eller blod.

Det bruges også til at forhindre væskespild ved at størkne dem. Det giver dig mulighed for at håndtere kropsvæsker ved at fange dem i en tør, halvfast gel, hvilket gør deres 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 patienter og reducerede glider og trængsel for deres sundhedspersonale.

I rengøringsprodukter og i vaskeri

Natriumpolyacrylat fungerer som fortykningsmiddel i hypochloritopløsninger, der bruges i blegeblandinger.

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

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

Vaskemidler indeholder natriumpolyacrylat, som gør det muligt for dem at vaske tøj bedre. Forfatter: Frank Habel. Kilde: Pixabay.

I fødevareindustrien

Det er blevet udbredt brugt som fortykningsmiddel og præparat ved anvendelse af dets fysisk-kemiske egenskaber.

F.eks. Bruges det som et dispergeringsmiddel til mineralpigmenter eller fyldstoffer såsom calciumcarbonat eller kaolin under fremstillingen af papir eller pap, der kommer i kontakt med alle typer fødevarer, undtagen til brug i kontakt med modermælkserstatninger eller modermælk.

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

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

I sukkerproducerende industrier giver dets anvendelse under fordampning af vand fra sukkerroer eller sukkerrørsafter fangst af metalioner og dermed styrer dannelsen af mineralindkapslinger i udstyr.

I erfaringer med at forbedre genvindingen af resterende olie

I olieindustrien bruges det i øjeblikket sammen med andre akrylpolymerer til at fortykte vandet, der indsprøjtes i nogle brønde, og favoriserer effektiv fjernelse af resterende olie til nyttiggørelse.

Derudover er natriumpolyacrylat blevet anvendt i test til at forhindre calcium- og magnesiumudfældning og således forhindre begroing af udstyr under olieudvinding fra polymer oversvømmelsesbrønde.

I plastindustrien

Natriumpolyacrylat tilsættes ofte til polyvinylchlorid eller PVC (PolyVinylchlorid) -plastik som et slagstyrkeændringsmiddel og behandlingshjælpemiddel.

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

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

Samtidig skal den generere nogle stærke grænsefladebindinger med basen eller matrixpolymeren for at muliggøre god stressoverførsel gennem disse bindinger.

Hvis slagmodifikatoren er for kompatibel eller blandbar, forbedrer den ikke slagfastheten, men hvis den er fuldstændig uforenelig, mister basisforbindelsen 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 sekvestere eller fange (og ikke frigive) skadelige multivalente (dvs. flerladede) kationer, såsom aluminium Al ³⁺ og calcium Ca ²⁺, der komplekserer med disse.

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

Det bruges også i kosmetikindustrien som fortykningsmiddel og emulgator.

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

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

Natriumpolyacrylat er det, der fylder de kolde gelpakker, der bruges til at behandle smerter forårsaget af slag eller skader, eller til at transportere medicin eller blomster.

Kold gel-taske, der bruges til at lindre smerter fra sportsskader. yamada kazuyuki fra Higashi-betsuin, Japan. Kilde: Wikimedia Commons.

Med natriumpolyacrylat fremstilles små dukker, der udvides eller øges i volumen, når de efterlades i vand.

Risici

Selvom natriumpolyacrylat ikke er giftigt, får indtagelse af dets granuler oralt dem til at udvide sig i kontakt med spyt.

Derfor indtagelse af det er en betydelig risiko, fordi det kan forårsage luftvejsobstruktion. Dette betyder, at det kan hindre vejrtrækning. På den anden side, hvis det indåndes i små mængder, ikke nok til at forårsage hindring, irriterer det vejrtrækningen på grund af dets tørreegenskaber.

Natriumpolyacrylat bruges i stigende grad i medicinske og plejehjem, placeret i urinflasker ved siden af patienter, hvilket gør det til en risiko for forvirrede ældre patienter kan indtage det.

Af denne grund skal disse typer patienter løbende overvåges.

Det er ikke irriterende for huden. Det er ikke brandfarligt.

Referencer

Bajpai, P. (2015). Papirmasse og papirkemikalier. Polyacrylatsalte. Inden for papir- og papirindustri. Gendannes fra sciencedirect.com.
Wypych, G. (2017). Lugt i forhold til forskellige polymerer. Polyacrylate. I Håndbog om lugt i plastmaterialer (Anden udgave). Gendannes fra sciencedirect.com.
Burckett St Laurent, J. (2007). Tøjvaskrensning af tekstiler. Polymerer. I håndbog til rengøring / dekontaminering af overflader. Gendannes fra sciencedirect.com.
Wickstone, L. et al. (2018). Risiko for kvælning ved Vernagel-indtagelse. Ann R Coll Surg Engl 2018; 100: e176-e177. Gendannes fra ncbi.nlm.nih.gov.
Wypych, G. (2015). Principper for termisk nedbrydning. Polyacrylate. Ved PVC-nedbrydning og stabilisering. Gendannes fra sciencedirect.
Medina-Torres, L. et al. (2014). Reologi af natriumpolyacrylat som emulgator, der anvendes i kosmetiske emulsioner. Industrial & Engineering Chemistry Research 2014, 53, 47, 18346-18351. Gendannes fra pubs.acs.org.
Kemisk bog. (2016). Natriumpolyacrylat. Gendannes fra Chemicalbook.com.
SCCO. (2019). Superabsorbent polymer (SAP). Gendannes fra sapgel.com.

NATRIUMPOLYACRYLAT (C3H3NAO2) N: STRUKTUR, EGENSKABER, ANVENDELSER, RISICI - KEMI - 2025