Sodium polyacrylat (C3H3NaO2) struktur, egenskaper, bruksområder, risiko

3042
Robert Johnston
Sodium polyacrylat (C3H3NaO2) struktur, egenskaper, bruksområder, risiko

De Natrium polyakrylat Det er en organisk forbindelse med høy molekylvekt dannet ved forening av mange enheter eller deler av en mindre forbindelse, natriumakrylat. Molekylformelen til natriumpolyakrylat er (C3H3NaOto)n, og den utvidede formel for dets monomer er -CHto-CH (COONa)-.

Sodium polyakrylat har mange gjentatte biter like. Det er en anionisk polyelektrolytt fordi den har mange karboksylatanioner -COO-, som har en negativ ladning. Dette er det som gir den sine viktigste fysisk-kjemiske egenskaper og favoriserer dens mange bruksområder.

Formel av monomeren eller det repeterende stykket av natriumpolyakrylatpolymeren, hvor n representerer antall ganger den gjentas. Muso [CC BY-SA 3.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)]. Kilde: Wikimedia Commons.

Den har stor tilhørighet for vann. Det absorberer det veldig lett og danner en gel. Absorberer alle typer væsker eller vandige løsninger. Denne egenskapen gjør den brukt for eksempel i engangsbleier og bind..

Det brukes også i emballasjen til ferskvarebransjen for å absorbere overflødig vann som de kan produsere..

På grunn av det store antallet negative ladninger på -COO- Det brukes i vaskemidler for å suspendere smusspartikler. Den tjener også i industrielle prosesser der det er nødvendig å fange positive metallioner som kalsium, aluminium og magnesium.

Sodium polyakrylat er ikke giftig, men det er veldig viktig å ikke innta det, da det kan absorbere vann fra spytt, øke volumet og forårsake kvelning..

Artikkelindeks

  • 1 Kjemisk struktur
  • 2 Nomenklatur
  • 3 eiendommer
    • 3.1 Fysisk tilstand
    • 3.2 Molekylvekt
    • 3.3 Tetthet
    • 3,4 pH
    • 3.5 Løselighet
    • 3.6 Kjemiske egenskaper
  • 4 Motta
  • 5 bruksområder
    • 5.1 Som absorberende i forskjellige bruksområder
    • 5.2 I rengjøringsprodukter og klesvask
    • 5.3 I næringsmiddelindustrien
    • 5.4 I erfaringer med å forbedre utvinningen av restolje
    • 5.5 I plastindustrien
    • 5.6 I forskjellige applikasjoner
  • 6 Risiko
  • 7 Referanser

Kjemisk struktur

Sodium polyakrylat er en polymer, så det består av mange individuelle biter like og koblet sammen. Slike stykker, stykker eller enheter kalles monomerer.

Natriumpolyakrylat genereres ved forening av mange molekyler natriumakrylat. Når de sammenføyes, mister natriumakrylatbitene dobbeltbindingen.

Av denne grunn har natriumpolyakrylat en struktur uten dobbeltbindinger, med mange karboksylatanioner -COO- og mange natrium-na-ioner+ knyttet til disse.

For å ha så mange anioniske grupper -COO- det sies å være en polyelektrolytt.

Monomeren eller det enkelte stykke natriumpolyakrylat har en kjede av to karbonatomer og en -COO-gruppe-Na+ festet til den, som følger: -CHto-CH (COO-Na+)-.

Struktur av natriumpolyakrylatmonomeren. De stiplede linjene indikerer bindingene til andre monomerer som er identiske med denne. Edgar181 [Offentlig domene]. Kilde: Wikimedia Commons.

Mengden monomerer kan variere fra noen få titalls til flere hundre.

Av denne grunn a n i polymerformelen, siden n symboliserer antall monomerer, og dette tallet kan endres avhengig av hva polymerprodusenten ønsker.

Nomenklatur

-Natrium polyakrylat

-Natriumsalt av polyakrylsyre

-Akrylsyrepolymer Sodium Salt

-Natriumsalt av 2-propensyre-homopolymer (homopolymer betyr at det er en homogen polymer eller at den består av mange enheter av en enkelt type molekyl)

Eiendommer

Fysisk tilstand

Hvitt fast pulver eller granulat.

Molekylær vekt

Det avhenger av antall monomerer som utgjør polymeren. Kommersielt produsert natriumpolyakrylat med molekylvekter på for eksempel 1200, 2100, 8000 og 15000.

Tetthet

1,32 g / ml ved 25 ° C.

pH

6-9

Løselighet

Svært løselig i vann.

Kjemiske egenskaper

Natriumpolyakrylat har høy affinitet for vann. Vandige natriumpolyakrylatløsninger er veldig viskøse og viser høy fibrositet.

Det er en ekstremt absorberende polymer, spesielt av vann eller vandige væsker. Vannabsorpsjonshastigheten er veldig høy.

Vann tiltrekkes lett av denne polymeren, som når den absorberes blir til en gel. Og den har veldig høy kapasitet til å beholde absorbert vann.

Alt dette er forklart fordi hydrogen i vann danner bindingsbroer med karboksylatanion -COO- av polymeren. Polariteten til vann og karboksylatgruppen favoriserer disse hydrogenbindinger: -C-O- - -H-O-H.

Natriumpolyakrylat stabiliserer også olje-i-vann-emulsjoner. Delene av polyakrylatmolekylet som er relatert til olje -CHto-CH- binder til denne og de ioniske eller vannrelaterte delene -COO-Na+ de blir i dette. Dermed forblir oljedråpene stabile i vannet.

En annen av egenskapene er at den på grunn av den store mengden karboksylatanioner -COO- natriumpolyakrylat kan lett tiltrekke seg positive ioner eller metallkationer som kalsium Cato+, magnesium Mgto+ eller aluminium Al3+. Blir enkelt med dem og slipper ikke taket.

Det er ikke giftig eller forurensende og er biologisk nedbrytbart.

Å skaffe

For å oppnå natriumpolyakrylat reageres akrylsyre CH først.to= CH-COOH og natriumhydroksyd NaOH, for å oppnå natriumakrylat CHto= CH-COO-Na+.

Sistnevnte utsettes for oppvarming i nærvær av ammoniumpersulfat (NH4)toStoELLER8 for å øke hastigheten på polymerisasjonsreaksjonen, der hvert natriumakrylatmolekyl er festet til det neste ved bruk av dobbeltbindingen.

Den oppnådde løsningen inneholder natriumpolyakrylat. Deretter oppnås den tørre polymeren ved fordampning under visse betingelser.

applikasjoner

Som absorberende stoff i forskjellige bruksområder

Sodium polyakrylat brukes som et superabsorberende middel i flere produkter som er mye brukt. Ett gram av denne polymeren kan absorbere 300 til 1000 gram rent vann.

For eksempel brukes den i engangsbleier, hygieneservietter, ammeputer og andre husholdningsartikler. I disse tilfellene absorberer den effektivt vandige kroppsvæsker, som urin eller blod..

Det brukes også til å forhindre væskesøl ved å stivne dem. Tillater håndtering av kroppsvæsker ved å fange dem i en tørr, halvfast gel, noe som gjør avhending lettere.

På sykehus og klinikker brukes det til håndtering av søl og i flasker for suging av væsker. Dette muliggjør besparelser på klesvask, mindre forlegenhet for pasientene, og redusert glid og mas for helsepersonell..

I rengjøringsprodukter og klesvask

Natriumpolyakrylat fungerer som fortykningsmiddel i hypoklorittløsninger som brukes i blekeblandinger.

Det er også en del av vaskemiddelsammensetninger fordi det under tøy fungerer som et dispergeringsmiddel for smusspartikler, holder dem i suspensjon, øker hvitheten og forbedrer den generelle rengjøringsytelsen til vaskemidler..

Dette skyldes flere negative eller anioniske ladninger som hjelper til med å suspendere smusspartikler, noe som gjør det mer effektivt i granulære vaskemidler eller pulvervaskemidler og vask ved alkalisk (dvs. grunnleggende) pH..

Vaskemidler inneholder natriumpolyakrylat som gjør at de bedre kan vaske klær. Forfatter: Frank Habel. Kilde: Pixabay.

I næringsmiddelindustrien

Det har blitt mye brukt som fortykningsmiddel og preparat ved bruk av dets fysisk-kjemiske egenskaper.

Den brukes for eksempel som et dispergeringsmiddel for mineralpigmenter eller fyllstoffer som kalsiumkarbonat eller kaolin under fremstilling av papir eller papp som kommer i kontakt med all slags mat, bortsett fra bruk i kontakt med morsmelkerstatninger eller morsmelk..

Det fungerer også som væskeabsorberende i materialer som kommer i kontakt med mat. Absorberer overflødig vann fra alle slags ferske matvarer, som kylling, fisk, kjøtt, grønnsaker og frukt.

Ferskepakker kan inneholde natriumpolyakrylat for å absorbere vannet de kan frigjøre. Forfatter: Shutterbug75. Kilde: Pixabay.

I sukkerproduserende industrier tillater bruken under fordamping av vann fra sukkerrørssaft fangst av metallioner og dermed kontrollerer dannelsen av mineralinnkapninger i utstyret..

I erfaringer med å forbedre utvinningen av restolje

I oljeindustrien brukes den for tiden sammen med andre akrylpolymerer for å tykne vannet som er injisert i noen brønner og favorisere effektiv fjerning av gjenværende olje for utvinning..

I tillegg har natriumpolyakrylat blitt brukt i tester for å forhindre kalsium- og magnesiumutfelling og dermed unngå tilsmussing i utstyr under oljegjenvinning i brønner ved flom med polymerer..

I plastindustrien

Natriumpolyakrylat blir ofte tilsatt til polyvinylklorid, eller PVC, plast. Polyvinylklorid) som støtmotstandsmodifikator og prosesseringshjelpemiddel.

PVC-rør som brukes til bygging av hus og bygninger kan inneholde natriumpolyakrylat for å øke motstanden. Forfatter: Pisauikan. Kilde: Pixabay.

Blant egenskapene den må ha for å oppfylle disse funksjonene, er det å ha noe ikke-blandbarhet (ikke blanding) med den andre polymeren, for å danne små uavhengige soner..

Samtidig må den generere noen sterke grensesnittbindinger med basen eller matrikspolymeren for å tillate en god overføring av spenning gjennom nevnte bindinger..

Hvis støtmodifisereren er for kompatibel eller blandbar, forbedrer den ikke støtmotstanden, men hvis den er helt inkompatibel, mister baseforbindelsen sin styrke eller seighet.

Av denne grunn er natriumpolyakrylat nyttig i denne applikasjonen..

I forskjellige applikasjoner

Natriumpolyakrylat brukes i masse- og papirindustrien som et dispergeringsmiddel.

Dette er på grunn av dets evne til å sekvestre eller fange opp (og ikke frigjøre) skadelige multivalente (dvs. multiladede) kationer, som aluminium Al3+ og kalsium Cato+, blir komplisert med disse.

Den er motstandsdyktig mot høy pH, høye temperaturer og høye skjær- eller skjærkrefter. Imidlertid, hvis de multivalente kationene er i høy konsentrasjon, kan de utfelle polyakrylatet og føre til at det mister effektiviteten..

Den brukes også i den kosmetiske industrien som fortykningsmiddel og emulgator.

På grunn av sin evne til å absorbere vann raskt, brukes det som en vannblokkering i fiberoptiske kabler. Dette er kablene som brukes til overføring av Internett og telefonsignal.

Inne i fiberoptiske kabler er det natriumpolyakrylat for å absorbere fuktighet som kan trenge gjennom dem og forhindre skade. Forfatter: Planet fox. Kilde: Pixabay.

Sodium polyakrylat er den som fyller de kalde gelpakningene som brukes til å behandle smerter fra slag eller skader, eller for å transportere medisiner eller blomster.

Kald gelpose som brukes til å 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 laget med natriumpolyakrylat som utvider eller øker i volum når de blir liggende i bløt.

Risiko

Selv om natriumpolyakrylat ikke er giftig, får inntak av granulatene oralt dem til å utvide seg i kontakt med spytt..

Følgelig er inntak av det en betydelig risiko fordi det kan forårsake luftveisobstruksjon. Dette betyr at det kan hindre pusten. På den annen side, hvis det inhaleres i små mengder, ikke nok til å forårsake obstruksjon, er det irriterende for pusten på grunn av tørkeegenskapene..

Natriumpolyakrylat brukes mer og mer på medisinske og geriatriske avdelinger, plassert i urinflasker ved siden av pasienter, noe som gjør det til en risiko at forvirrede eldre pasienter kan innta det.

Av denne grunn må denne typen pasienter kontinuerlig overvåkes..

Det irriterer ikke huden. Det er ikke brannfarlig.

Referanser

  1. Bajpai, P. (2015). Pulp og Paper Chemicals. Polyakrylat salter. I masse- og papirindustrien. Gjenopprettet fra sciencedirect.com.
  2. Wypych, G. (2017). Lukt i forhold til forskjellige polymerer. Polyakrylat. I Handbook of Odors in Plastic Materials (Andre utgave). Gjenopprettet fra sciencedirect.com.
  3. Burckett St Laurent, J. (2007). Rengjøring av tekstiler. Polymerer. I håndbok for rengjøring / dekontaminering av overflater. Gjenopprettet fra sciencedirect.com.
  4. Wickstone, L. et al. (2018). Risiko for kvelning ved inntak av Vernagel. Ann R Coll Surg Engl 2018; 100: e176-e177. Gjenopprettet fra ncbi.nlm.nih.gov.
  5. Wypych, G. (2015). Prinsipper for termisk nedbrytning. Polyakrylat. I PVC-nedbrytning og stabilisering. Gjenopprettet fra sciencedirect.
  6. Medina-Torres, L. et al. (2014). Reologi av natriumpolyakrylat som emulgator ansatt i kosmetiske emulsjoner. Industriell og teknisk kjemiforskning 2014, 53, 47, 18346-18351. Gjenopprettet fra pubs.acs.org.
  7. Kjemisk bok. (2016). Natrium polyakrylat. Gjenopprettet fra chemicalbook.com.
  8. SCCO. (2019). Superabsorberende polymer (SAP). Gjenopprettet fra sapgel.com.

Ingen har kommentert denne artikkelen ennå.