NATRIUMPOLYAKRYLAATTI (C3H3NAO2) N: RAKENNE, OMINAISUUDET, KÄYTTÖ, RISKIT - KEMIA - 2026

Natriumpolyakrylaattia on orgaaninen yhdiste, joilla on suuri molekyylipaino, joka muodostuu liitto monta yksikköä tai kappaletta pienempi yhdisteen, natrium- akrylaatti. Molekyylikaava natriumpolyakrylaattia on (C ₃ H ₃ NaO ₂) _n, ja laajennettu kaava sen monomeerin on -CH ₂ -CH (COONa) -.

Natriumpolyakrylaatissa on monia toistuvia kappaleita kaikki samat. Se on anioninen polyelektrolyytti, koska se on paljon anionit karboksylaatti-COO ^-, jotka ovat negatiivisesti varautuneita. Tämä antaa sille sen fysikaalis-kemialliset pääominaisuudet ja suosii sen monenlaista käyttöä.

Natriumpolyakrylaattipolymeerin monomeerin tai toistuvan kappaleen kaava, jossa n edustaa kuinka monta kertaa se toistetaan. Muso. Lähde: Wikimedia Commons.

Sillä on suuri affiniteetti veteen. Se imee sen erittäin helposti muodostaen geelin. Imee kaiken tyyppisiä nesteitä tai vesiliuoksia. Tämä ominaisuus tekee siitä käytön esimerkiksi kertakäyttövaipoissa ja hygieniapyyhkeissä.

Sitä käytetään myös tuoretuotteiden teollisuuden pakkauksissa imeäkseen ylimääräistä vettä, jota ne voivat tuottaa.

Koska sen suuren määrän negatiivisia varauksia, -COO ^- käytetään pesuaineissa auttamaan keskeyttää lika. Se toimii myös teollisissa prosesseissa, joissa vaaditaan positiivisten metalli-ionien, kuten kalsiumin, alumiinin ja magnesiumin, sieppaus.

Natriumpolyakrylaatti ei ole myrkyllinen, mutta on erittäin tärkeää olla nielemättä sitä, koska se imee vettä syljestä, lisää sen tilavuutta ja aiheuttaa tukehtumista.

Kemiallinen rakenne

Natriumpolyakrylaatti on polymeeri, joten se koostuu monista yksittäisistä kappaleista, jotka ovat kaikki samoja ja liitettyinä yhteen. Sellaisia ​​paloja, kappaleita tai yksiköitä kutsutaan monomeereiksi.

Natriumpolyakrylaatti syntyy monien natriumakrylaattimolekyylien liitoksella. Liittyessään natriumakrylaattipalat menettävät kaksoissidoksen.

Tästä syystä, natriumpolyakrylaatti on rakenne ilman kaksoissidoksia, ja monet karboksylaattianionit COO ^- ja monet natrium Na ⁺ ionien niihin liitetyt.

Koska siinä on niin paljon anionisia ryhmiä - COOO, ^sen sanotaan olevan polyelektrolyytti.

Monomeeri tai yksittäinen pala natriumpolyakrylaattia on ketju, jossa on kaksi hiiliatomia, ja ryhmä -COO ^- Na ⁺ kiinnitetty siihen, kuten on esitetty alla: -CH ₂ -CH (COO ^- Na ⁺) -.

Natriumpolyakrylaattimonomeerin rakenne. Pisteviivat osoittavat sidoksia muiden monomeerien kanssa, jotka ovat samanlaisia ​​kuin tämä. Edgar181. Lähde: Wikimedia Commons.

Monomeerien määrä voi vaihdella muutamasta kymmenestä useisiin satoihin.

Tästä syystä n sijoitetaan polymeerikaavaan, koska n symboloi monomeerien lukumäärää ja tämä määrä voi muuttua sen mukaan, mitä polymeerin valmistaja haluaa.

nimistö

-Natriumpolyakrylaatti

-Polyakryylihapon natriumsuola

-Akryylihappopolymeerinatriumsuola

-2-propeenihapon homopolymeerin natriumsuola (homopolymeeri tarkoittaa, että se on homogeeninen polymeeri tai että se koostuu monista yksikköistä yhden tyyppisestä molekyylistä)

ominaisuudet

Fyysinen tila

Valkoinen kiinteä jauhe tai rakeet.

Molekyylipaino

Se riippuu polymeerin muodostavien monomeerien lukumäärästä. Natriumpolyakrylaattia, jonka molekyylipainot ovat esimerkiksi 1200, 2100, 8000 ja 15000, valmistetaan kaupallisesti.

Tiheys

1,32 g / ml 25 ° C: ssa.

pH

6-9

Liukoisuus

Liukenee hyvin veteen.

Kemiallisia ominaisuuksia

Natriumpolyakrylaatilla on korkea affiniteetti veteen. Vesipitoiset natriumpolyakrylaattiliuokset ovat erittäin viskooseja ja niillä on korkea jäykkyys.

Se on erittäin imukykyinen polymeeri, erityisesti vedestä tai vesipitoisista nesteistä. Sen veden imeytymisnopeus on erittäin korkea.

Vesi houkuttelee helposti tähän polymeeriin, joka imeytyessään muuttuu geeliksi. Ja sillä on erittäin suuri kyky pitää imeytynyt vesi.

Kaikki tämä on selitetty, koska vedyn vesi muodostaa sitomalla siltojen kanssa karboksylaattianionipitoisuuden -COO ^- polymeerin. Veden ja karboksylaattiryhmän napaisuus suosii näitä vety sidoksia: –C - O- - -H - O - H.

Natriumpolyakrylaatti stabiloi myös öljy-vedessä-emulsioita. Osat polyakrylaatin molekyylin, jotka liittyvät öljyn -CH ₂ -CH- sitoutuvat siihen ja ioninen tai veteen liittyvät osat -COO ^- Na ⁺ pysyvät siinä. Siten öljypisarat pysyvät vedessä vakaina.

Toinen sen ominaisuuksista on, että sen suuren määrän karboksylaatti-anioneja –COO ^{- avulla} natriumpolyakrylaatti voi helposti houkutella positiivisia ioneja tai metallikationeja, kuten kalsium Ca ²⁺, magnesium Mg ²⁺ tai alumiini Al ³⁺. Se liittyy heihin helposti eikä päästä irti.

Se ei ole myrkyllinen tai saastuttava, ja se on biohajoava.

Saada

Saada natriumpolyakrylaattia, akryylihappo CH ₂ = CH-COOH ja natriumhydroksidia NaOH saatetaan reagoimaan ensin, jotta saadaan natriumakrylaattia CH ₂ = CH-COO ^- Na ⁺.

Jälkimmäinen suoritetaan kuumentamalla läsnä ammoniumpersulfaattia (NH ₄) ₂ S ₂ O ₈ nopeuttamaan polymerointireaktion, jossa kukin molekyyli natriumakrylaattia on liitetty seuraavaan käyttäen kaksoissidos.

Saatu liuos sisältää natriumpolyakrylaattia. Sitten haihdutetaan tietyissä olosuhteissa kuiva polymeeri.

Sovellukset

Absorbenttina erilaisissa sovelluksissa

Natriumpolyakrylaattia käytetään superabsorbenttina useissa laajalti käytetyissä tuotteissa. Yksi gramma tätä polymeeriä voi absorboida 300 - 1000 grammaa puhdasta vettä.

Sitä käytetään esimerkiksi kertakäyttövaipoissa, terveyssiteissä, imetyspatjoissa ja muissa taloustavaroissa. Näissä tapauksissa se imee tehokkaasti kehon vesipitoisia nesteitä, kuten virtsaa tai verta.

Sitä käytetään myös estämään nestevuotojen jähmettämällä ne. Sen avulla voit käsitellä kehon nesteitä vangitsemalla ne kuivaan, puolikiinteään geeliin, mikä helpottaa niiden hävittämistä.

Sairaaloissa ja klinikoilla sitä käytetään vuotojen hallintaan ja nesteiden imupulloihin. Tämä mahdollistaa pyykin säästöt, vähemmän hämmennystä potilaille ja vähentää liukastuksia ja hälinää heidän terveydenhuollon ammattilaisilleen.

Puhdistusaineissa ja pyykeissä

Natriumpolyakrylaatti toimii sakeutusaineena hypokloriittiliuoksissa, joita käytetään valkaisuseoksissa.

Se on myös osa pesuainekoostumuksia, koska pesun aikana se toimii likahiukkasten dispergointiaineena pitämällä ne suspensiona, lisäämällä valkoisuutta ja parantamalla pesuaineiden yleistä puhdistustehoa.

Tämä johtuu useista negatiivisista tai anionisista varauksista, jotka auttavat suspendoimaan lian hiukkasia, tehden siitä tehokkaimman rakeisissa tai jauhemaisissa pesuaineissa ja pesussa alkalisella (ts. Emäksisellä) pH: lla.

Pesuaineet sisältävät natriumpolyakrylaattia, jonka avulla ne voivat pestä vaatteita paremmin. Kirjoittaja: Frank Habel. Lähde: Pixabay.

Elintarviketeollisuudessa

Sitä on käytetty laajasti sakeutusaineena ja valmisteenaineena hyödyntäen sen fysikaalis-kemiallisia ominaisuuksia.

Sitä käytetään esimerkiksi dispergointiaineena mineraalipigmentteille tai täyteaineille, kuten kalsiumkarbonaatille tai kaoliinille, valmistettaessa paperia tai pahvia, joka joutuu kosketukseen kaikenlaisten ruokien kanssa, paitsi käytettäväksi kosketuksessa äidinmaidonkorvikkeiden tai äidinmaidon kanssa.

Se toimii myös nestemäisenä imukykyisenä aineissa, jotka ovat kosketuksissa ruokaan. Se imee ylimääräisen veden kaikenlaisista tuoreista ruuista, kuten kana, kala, liha, vihannekset ja hedelmät.

Tuoretuotteiden pakkaukset voivat sisältää natriumpolyakrylaattia imemään vettä, jonka ne vapauttavat. Kirjoittaja: Shutterbug75. Lähde: Pixabay.

Sokerintuotantoteollisuudessa sen käyttö veden haihtumisen aikana juurikkaiden tai sokeriruo'on mehusta mahdollistaa metalli-ionien ansastumisen ja siten mineraalien sulamisen muodostumisen hallinnan laitteissa.

Kokemuksissa jäljellä olevan öljyn talteenoton parantamiseksi

Öljyteollisuudessa sitä käytetään tällä hetkellä yhdessä muiden akryylipolymeerien kanssa sakeuttamaan joihinkin kaivoihin injektoitua vettä ja edistämään jäännösöljyn tehokasta poistamista talteenottoa varten.

Lisäksi natriumpolyakrylaattia on käytetty testeissä estämään kalsiumin ja magnesiumin saostuminen ja siten estämään laitteiden likaantuminen öljyn talteenoton aikana polymeerien tulvakuopista.

Muoviteollisuudessa

Natriumpolyakrylaattia lisätään usein polyvinyylikloridiin tai PVC-muoviin (polyVinyylikloridi) iskulujuuden muokkaimena ja prosessin apuaineena.

Talojen ja rakennusten rakentamisessa käytettävät PVC-putket voivat sisältää natriumpolyakrylaattia niiden vastustuskyvyn lisäämiseksi. Kirjoittaja: Pisauikan. Lähde: Pixabay.

Niiden ominaisuuksien joukossa, jotka sen on täytettävä nämä toiminnot, on se, että sillä on jonkin verran sekoittumattomuutta (ei sekoittumista) toisen polymeerin kanssa, jotta muodostuu pieniä itsenäisiä alueita.

Samanaikaisesti sen on synnytettävä vahvoja rajapintojen sidoksia pohja- tai matriisipolymeerin kanssa, jotta näiden sidosten kautta tapahtuu hyvä jännityksensiirto.

Jos iskumuuntaja on liian yhteensopiva tai sekoittuva, se ei paranna iskunkestävyyttä, mutta jos se on täysin yhteensopimaton, emäsyhdiste menettää lujuutensa tai lujuutensa.

Tästä syystä natriumpolyakrylaatti on käyttökelpoinen tässä sovelluksessa.

Eri sovelluksissa

Natriumpolyakrylaattia käytetään massa- ja paperiteollisuudessa dispergointiaineena.

Tämä johtuu sen kyvystä sekvestoida tai vangita (ja vapauttaa) haitallisia moniarvoisia (ts. Moniladattuja) kationeja, kuten alumiini Al ³⁺ ja kalsium Ca ²⁺, kompleksoidessaan näiden kanssa.

Se kestää korkeaa pH: ta, korkeita lämpötiloja ja suuria leikkaus- tai leikkausvoimia. Kuitenkin, jos moniarvoiset kationit ovat suuressa konsentraatiossa, ne voivat saostaa polyakrylaatin aiheuttaen sen menettävän tehokkuutensa.

Sitä käytetään myös kosmetiikkateollisuudessa sakeutus- ja emulgointiaineina.

Koska se kykenee absorboimaan vettä nopeasti, sitä käytetään veden estäjänä valokuitukaapeleissa. Näitä kaapeleita käytetään Internetin ja puhelinsignaalin siirtoon.

Valokuitukaapeleiden sisällä on natriumpolyakrylaattia absorboimaan kosteutta, joka voi tunkeutua niihin ja estää vaurioita. Kirjoittaja: Kettu planeetta. Lähde: Pixabay.

Natriumpolyakrylaatti täyttää kylmägeelipakkaukset, joita käytetään iskujen tai vammojen aiheuttaman kivun hoitamiseen tai lääkkeiden tai kukien kuljettamiseen.

Kylmä geelipussi, jota käytetään lievittämään kipua urheiluvammoista. yamada kazuyuki Higashi-betsuinista, Japanista. Lähde: Wikimedia Commons.

Natriumpolyakrylaatin avulla tehdään pieniä nukkeja, joiden tilavuus kasvaa tai kasvaa, kun ne jätetään veteen kastetuksi.

riskit

Vaikka natriumpolyakrylaatti ei ole myrkyllinen, sen rakeiden nauttiminen aiheuttaa niiden laajenemisen kosketuksessa syljen kanssa.

Siksi sen nauttiminen on merkittävä riski, koska se voi aiheuttaa hengitysteiden tukkeutumisen. Tämä tarkoittaa, että se voi estää hengitystä. Toisaalta, jos sitä hengitetään pieninä määrinä, ei tarpeeksi tukkeutumisen aikaansaamiseksi, se ärsyttää hengitystä kuivausominaisuuksiensa vuoksi.

Natriumpolyakrylaattia käytetään yhä enemmän lääketieteellisissä ja hoitokodeissa, ja se sijoitetaan virtsapulloihin potilaiden vieressä, mikä tekee siitä riskin, että hämmentyneet vanhukset voivat nauttia sen.

Tästä syystä tämäntyyppisiä potilaita on seurattava jatkuvasti.

Se ei ärsytä ihoa. Se ei ole palavaa.

Viitteet

1. Bajpai, P. (2015). Sellu- ja paperikemikaalit. Polyakrylaattisuolat. Sellu- ja paperiteollisuudessa. Palautettu osoitteesta sciencedirect.com.
2. Wypych, G. (2017). Haju suhteessa erilaisiin polymeereihin. Polyakrylaatti. Muovimateriaalien hajujen käsikirjassa (toinen painos). Palautettu osoitteesta sciencedirect.com.
3. Burckett St Laurent, J. (2007). Tekstiilien pesupesu. Polymeerejä. Käsikirja pintojen puhdistamiseen / puhdistamiseen. Palautettu osoitteesta sciencedirect.com.
4. Wickstone, L. et ai. (2018). Vernagelin nielemisen aiheuttama tukehtumisriski. Ann R Coll Surg Engl 2018; 100: e176-e177. Palautettu osoitteesta ncbi.nlm.nih.gov.
5. Wypych, G. (2015). Lämpöhajoamisen periaatteet. Polyakrylaatti. PVC-hajoamisessa ja stabiloinnissa. Toipunut tieteellisestä suorasta.
6. Medina-Torres, L. et ai. (2014). Natriumpolyakrylaatin reologia kosmetiikkaemulsioissa käytettävänä emulgointiaineena. Teollisuuden ja tekniikan kemian tutkimus 2014, 53, 47, 18346-18351. Palautettu pubs.acs.org-sivustosta.
7. Kemikaalikirja. (2016). Natriumpolyakrylaatti. Palautettu kemikaalikirjasta.com.
8. SCCO. (2019). Superabsorboiva polymeeri (SAP). Palautettu sapgel.com-sivustosta.