Polyakrielsuur is 'n unieke polimeer met 'n hoë waterabsorpsievermoë. Hierdie verbinding is biologies inert, so dit word wyd gebruik in die vervaardiging van higiëne en kosmetiese produkte, sowel as 'n hulpmateriaal in medisyne. Poliakrilate (suursoute), wat verbeterde fisiese en meganiese eienskappe het, het 'n selfs wyer omvang.
Beskrywing
Polyakrielsuur is 'n makromolekulêre stof, waarvan die monomere eenheid die verbinding CH2=CH−COOH (akriel of propeen, eteenkarboksielsuur) is. Hierdie polimeer het geen toksisiteit nie, goeie wateroplosbaarheid en hoë alkaliweerstand.
Die chemiese formule van poli-akrielsuur is (C2H3COOH) . Die struktuurformule van die verbinding word in die figuur hieronder getoon.
Polyakrielsuur is 'n tipiese swak polisuur. Sy makromolekules het funksionele groepe wat die vermoë het omtot elektrolitiese dissosiasie. Dit verskyn as 'n helder amberkleurige vloeistof of wit korrelpoeier.
Properties
Die belangrikste fisiese en chemiese eienskappe van poli-akrielsuur is:
- Die temperatuur waarteen hierdie polimeer solied word, wat die kristallisasiefase (glasagtige toestand) omseil - 106 °C.
- Wanneer verhit word, word anhidriede gevorm, en as die temperatuur 250 °C oorskry, dan begin die reaksie van koolstofdioksied-eliminasie uit die karboksielgroep - COOH, asook kruisbinding van makromolekules, wat lei tot die vorming van polimere van 'n ruimtelike struktuur en 'n toename in die graad van polimerisasie.
- Soute van hierdie polimeer het groter termiese stabiliteit. Hierdie eienskap word gebruik om sterk poliakrielsuur geënte vesels te produseer.
- Wanneer interaksie met alkalieë (C2H3COOH) vorm soute, in die reaksie met alkohole - esters.
- Na polimerisasie in oplosmiddels word die polimeer hard en bros en behou hierdie eienskappe selfs by 'n temperatuur van 240 °C.
- Wanneer lae molekulêre gewig alkohole met hierdie suur reageer, word esters van verskillende ruimtelike strukture verkry.
- 'n Skerp verandering in die eienskappe van die polimeer vind plaas by 'n baie lae graad van omskakeling van funksionele groepe (slegs 0,1% etileenglikol word benodig om molekules met 'n massa van 50 kDa te kruisbind).
Een van die eienskappe van 'n waterige oplossing van poliakrieliesuur is dat wanneer'n toename in die molekulêre gewig van 'n gegewe polimeer verhoog ook die viskositeit van die oplossing, wat geassosieer word met die groei van makromolekules en hul effek op water. Terselfdertyd is die viskositeit van die oplossing nie afhanklik van die toegepaste skuifspanning nie en is dit 'n konstante waarde oor 'n wye meetreeks, in teenstelling met ander poli-elektroliet polimere. Wanneer die suurheid van die oplossing verander, ondergaan poli-akrielsuurvesels sametrekking of verlenging as gevolg van die omskakeling van chemiese energie in meganiese energie.
Oplosbaarheid
(C2H3COOH) los goed op in die volgende stowwe:
- water;
- diëtileendioksied;
- metiel- en etielalkohol;
- Miersuuramied;
- dimetielformamied.
Waterige oplossing van poliakrielsuur het 'n poli-elektroliet-effek (in staat tot elektrolitiese dissosiasie), wat lineêr toeneem met 'n toename in die mate van neutralisasie.
Die stof is onoplosbaar in verbindings soos:
- akrielsuurmonomeer;
- acetoon;
- ethoxyethane;
- koolwaterstowwe.
Met kationiese oplossings en oppervlakaktiewe middels kan die stof onoplosbare soute vorm.
Ontvang
Sintese van poliakrielsuur word uitgevoer deur polimerisasie van die monomeer. Die reaksie vind plaas in 'n waterige medium, waar 'n kruisbindingsmiddel bygevoeg word, of in organiese oplosmiddels. Vermenging word gewoonlik in 'n spanreaktor en die oppervlak van die toerusting uitgevoerafgekoel tot 70 °C met vloeibare koelmiddel. Die finale produk is 'n jel - 'n hidrofiele polimeer wat aktief vog absorbeer.
'n Meer stabiele waterige suuroplossing kan verkry word deur die werking van waterstofperoksied en die byvoeging van 'n klein hoeveelheid para-dihidroksiebenseen met natriumtioglikolaat, wat gebruik word om die molekulêre gewig te beheer. Die eindproduk van die reaksie word in tandheelkunde gebruik.
Toediening van poli-akrielsuur
Hierdie polimeer word die meeste gebruik as 'n superabsorberende middel (om vloeistof vas te vang en te behou) in baba- en volwasse doekevullers, sanitêre doekies, weggooibare doeke en ander soortgelyke produkte.
Ander areas waar poliakrielsuur gebruik word, is:
- landbou is 'n materiaal vir grondverbetering;
- industrie - stabiliseerders en flokkulante van kolloïdale oplossings;
- looiery en tekstielproduksie - stowwe om elektrifisering in leerbekleding en veselproduksie te verminder;
- elektronika - verbindingskomponent in litiumioonbatterye;
- industrieel - in verkoeling- en lugversorgingstelsels as 'n afsettingsinhibeerder en homogeniteitskomponent (kragsentrales, staal- en olieraffinaderye, kunsmis).
Hierdie stof word ook as 'n bymiddel gebruik in die vervaardiging van films wat hul vermoë verbeter om gekleur te word en te kleefmet ander materiaal.
Medisine
Suur en sy soute word vir die volgende doeleindes in medisyne gebruik:
- draer van aktiewe stowwe;
- 'n komponent van hemostatiese salf, geweefde en nie-geweefde materiale wat gebruik word vir brandwonde en ontsteking om wondgenesing te versnel;
- bindmiddel in vulmateriaal in tandheelkunde.
Die voordeel van hierdie materiaal is dat dit biologies inert is en saam met bioaktiewe verbindings (ensieme, antibiotika, groeifaktore, ens.) gebruik kan word.
poliakrilate
Soute van poliakrielsuur is polimere van esters van hierdie verbinding. In voorkoms lyk hulle soos paraffiene. Hulle word gekenmerk deur die volgende eienskappe:
- weerstand teen verdunde alkalieë en sure, lig en suurstof;
- ontbinding met alkali-oplossings word waargeneem by 'n temperatuur van 80–100 °C, met die vorming van poli-akrielsuur;
- wanneer dit bo 150 °C verhit word, ondergaan hulle termiese vernietiging, poliakrilaatmolekules kruisbind, monomeer (ongeveer 1%) en vlugtige produkte word vrygestel;
- poliakrilate is hoogs oplosbaar in monomere, eters, koolwaterstowwe en asetoon.
Soute van poli-akrielsuur word geproduseer deur emulsie- of suspensiepolimerisasie, in kleinskaalse produksie deur blokpolimerisasie.
Gebruik van poliakrielate
Hierdie verbindings word gebruik in die vervaardiging van die volgende materiale:
- organiese glas;
- verskeie films;
- sintetiese vesels;
- verfmateriaal (emalje, vernis, harse);
- kleef- en impregneersamestellings (emulsies) vir materiaal, papier, leer, hout.
Vernis gebaseer op poliakrielate het hoë werkverrigting:
- hoë adhesie aan metaal en poreuse oppervlaktes;
- goeie dekoratiewe eienskappe;
- water, UV, weer, alkalibestand;
- langtermynbewaring van dekoratiewe eienskappe (glans en elastisiteit) - tot 10 jaar.
Hulle word gebruik om produkte te kleur soos:
- motors, vliegtuie en ander toerusting;
- gesorteerde metaal;
- plastiek;
- drukprodukte;
- elektroniese industrie produkte;
- voedselbedryf (produksie van blikkies).
natriumpoliakrilaat
Natriumpoliakrilaat is baie oplosbaar in water en verander nie sy struktuur selfs by 240 °C nie. Hierdie verbinding word gebruik in die voorbereiding van vars of soutoplossings om hul viskositeit te verminder. Natriumpoliakrilaat is in staat om mikrokristalle, mikrosand van karbonate, sulfate en fosfate te emulgeer.
Die stof word in die volgende industrieë gebruik:
- oliebedryf - voorbereiding van boorvloeistof;
- chemiese industrie - vervaardigingskoonmaakmiddels, kunsmatige sneeu, en ook as verdikkingsmiddel vir verf en vernis;
- landbou - kunsmisproduksie;
- papier- en pulpbedryf - vervaardiging van servette, toiletpapier;
- vervaardiging van sanitêre ware.
Boorvloeistowwe wat met hierdie verbinding geformuleer is, hou die volgende voordele in:
- lae digtheid;
- fynheid;
- goeie suuroplosbaarheid benodig wanneer ingeboor word;
- hoë temperatuurbestand (tot 240°C);
- omgewingsveiligheid.
Kosmetologie
In die kosmetiese industrie word natriumpoliakrilaat gebruik as 'n verdikkingsmiddel in die vervaardiging van produkte soos:
- haarspray;
- stortgels;
- room;
- sjampoe;
- gesigmaskers;
- badskuim.
Die uniekheid van die eienskappe van hierdie aanvulling lê in die feit dat elke kleinste deeltjie natriumpoliakrilaat in water swel en 'n gevoel van fluweelsag en gladheid op die vel skep. Aangesien die stof 'n silikoonagtige elastomere struktuur het, is dit 'n goeie tekstuurmiddel. Die voordele van skoonheidsmiddels met die toevoeging daarvan is dat dit nie taai word nie, dit kan 'n mat of satyn resultaat gee. Sommige vervaardigers voeg natriumpoliakrilaat by kleurskoonheidsmiddels.
