Poliacrilat de sodiu (C3H3NaO2) n structură, proprietăți, utilizări, riscuri

4230
Simon Doyle
Poliacrilat de sodiu (C3H3NaO2) n structură, proprietăți, utilizări, riscuri

Poliacrilat de sodiu Este un compus organic cu greutate moleculară mare format prin unirea mai multor unități sau bucăți dintr-un compus mai mic, acrilatul de sodiu. Formula moleculară a poliacrilatului de sodiu este (C3H3NaODouă)n, iar formula extinsă a monomerului său este -CHDouă-CH (COONa)-.

Poliacrilatul de sodiu are multe piese repetate la fel. Este un polielectrolit anionic, deoarece are mulți anioni carboxilat -COO-, care au o sarcină negativă. Acesta este ceea ce îi conferă principalele sale proprietăți fizico-chimice și favorizează utilizările sale multiple.

Formula monomerului sau a bucății repetitive a polimerului de poliacrilat de sodiu, unde n reprezintă numărul de repetări. Muso [CC BY-SA 3.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)]. Sursa: Wikimedia Commons.

Are o mare afinitate pentru apă. O absoarbe foarte ușor, formând un gel. Absoarbe toate tipurile de lichide sau soluții apoase. Această proprietate îl face folosit de exemplu în scutece de unică folosință și șervețele igienice..

Este, de asemenea, utilizat în ambalarea industriei alimentare proaspete pentru a absorbi excesul de apă pe care îl pot produce..

Datorită numărului mare de taxe negative de -COO- Este utilizat în detergenți pentru a ajuta la suspendarea particulelor de murdărie. De asemenea, servește în procesele industriale în care este necesar să prindă ioni metalici pozitivi, cum ar fi calciu, aluminiu și magneziu.

Poliacrilatul de sodiu nu este toxic, dar este foarte important să nu îl ingerăm, deoarece poate absorbi apa din salivă, îi poate crește volumul și poate provoca sufocare..

Indice articol

  • 1 Structura chimică
  • 2 Nomenclatură
  • 3 Proprietăți
    • 3.1 Starea fizică
    • 3.2 Greutate moleculară
    • 3.3 Densitatea
    • 3,4 pH
    • 3.5 Solubilitate
    • 3.6 Proprietăți chimice
  • 4 Obținerea
  • 5 utilizări
    • 5.1 Ca absorbant în diferite aplicații
    • 5.2 În produsele de curățare și rufe
    • 5.3 În industria alimentară
    • 5.4 În experiențe pentru îmbunătățirea recuperării uleiului rezidual
    • 5.5 În industria materialelor plastice
    • 5.6 În diverse aplicații
  • 6 Riscuri
  • 7 Referințe

Structura chimică

Poliacrilatul de sodiu este un polimer, deci este alcătuit din multe piese individuale la fel și legate între ele. Astfel de bucăți, bucăți sau unități se numesc monomeri.

Poliacrilatul de sodiu este generat de unirea mai multor molecule de acrilat de sodiu. Când sunt îmbinate, bucățile de acrilat de sodiu pierd dubla legătură.

Din acest motiv, poliacrilatul de sodiu are o structură fără legături duble, cu mulți anioni carboxilat -COO- și mulți ioni de sodiu Na+ atașat de acestea.

Pentru că posedă atâtea grupuri anionice -COO- se spune că este un polielectrolit.

Monomerul sau o bucată individuală de poliacrilat de sodiu are un lanț de doi atomi de carbon și o grupare -COO-N / A+ atașat la acesta, după cum urmează: -CHDouă-CH (COO-N / A+)-.

Structura monomerului poliacrilat de sodiu. Liniile punctate indică legăturile cu alți monomeri identici cu acesta. Edgar181 [Domeniul public]. Sursa: Wikimedia Commons.

Cantitatea de monomeri poate varia de la câteva zeci la câteva sute.

Din acest motiv a n în formula polimerică, deoarece n simbolizează numărul de monomeri și acest număr se poate modifica în funcție de ceea ce dorește producătorul de polimeri.

Nomenclatură

-Poliacrilat de sodiu

-Sare de sodiu a acidului poliacrilic

-Sare de sodiu polimer acid acrilic

-Sare de sodiu a homopolimerului acidului 2-propenoic (omopolimer înseamnă că este un polimer omogen sau că este alcătuit din mai multe unități ale unui singur tip de moleculă)

Proprietăți

Starea fizică

Pulbere sau granule solide albe.

Greutate moleculară

Depinde de numărul de monomeri care alcătuiesc polimerul. Poliacrilat de sodiu produs comercial cu greutăți moleculare de, de exemplu, 1200, 2100, 8000 și 15000.

Densitate

1,32 g / mL la 25 ° C.

pH

6-9

Solubilitate

Foarte solubil în apă.

Proprietăți chimice

Poliacrilatul de sodiu are o afinitate mare pentru apă. Soluțiile apoase de poliacrilat de sodiu sunt foarte vâscoase și prezintă o fibrozitate ridicată.

Este un polimer extrem de absorbant, în special de apă sau fluide apoase. Viteza sa de absorbție a apei este foarte mare.

Apa este ușor atrasă de acest polimer, care atunci când este absorbit se transformă într-un gel. Și are o capacitate foarte mare de a reține apa absorbită.

Toate acestea sunt explicate deoarece hidrogenul din apă formează punți de legătură cu anionul carboxilat -COO- a polimerului. Polaritatea apei și a grupului carboxilat favorizează aceste legături de hidrogen: -C-O- - -H-O-H.

Poliacrilatul de sodiu stabilizează, de asemenea, emulsiile ulei-în-apă. Părțile moleculei de poliacrilat care sunt legate de ulei -CHDouă-CH- se leagă de aceasta și de porțiunile ionice sau legate de apă -COO-N / A+ ei rămân în asta. Astfel, picăturile de ulei rămân stabile în apă.

O altă dintre caracteristicile sale este aceea datorită cantității sale mari de anioni carboxilat -COO- poliacrilatul de sodiu poate atrage cu ușurință ioni pozitivi sau cationi metalici precum Ca de calciuDouă+, magneziu MgDouă+ sau aluminiu Al3+. Se alătură cu ușurință și nu le dă drumul.

Nu este toxic sau poluant și este biodegradabil.

Obținerea

Pentru a obține poliacrilat de sodiu, se acționează mai întâi acidul acrilic CH.Două= CH-COOH și hidroxid de sodiu NaOH, pentru a obține acrilat de sodiu CHDouă= CH-COO-N / A+.

Acesta din urmă este supus încălzirii în prezența persulfatului de amoniu (NH4)DouăSDouăSAU8 pentru a accelera reacția de polimerizare, unde fiecare moleculă de acrilat de sodiu este atașată la următoarea folosind legătura dublă.

Soluția obținută conține poliacrilat de sodiu. Apoi prin evaporare în anumite condiții se obține polimerul uscat.

Aplicații

Ca absorbant în diferite aplicații

Poliacrilatul de sodiu este utilizat ca superabsorbant în mai multe produse utilizate pe scară largă. Un gram din acest polimer poate absorbi 300 până la 1000 de grame de apă pură.

De exemplu, este utilizat în scutece de unică folosință, șervețele igienice, tampoane pentru alăptare și alte articole de uz casnic. În aceste cazuri, absoarbe în mod eficient fluidele apoase ale corpului, cum ar fi urina sau sângele..

De asemenea, este utilizat pentru a preveni scurgerile de lichid prin solidificarea acestora. Permite tratarea fluidelor corporale prin prinderea lor într-un gel uscat, semi-solid, facilitând eliminarea.

În spitale și clinici este utilizat pentru gestionarea deversărilor și în sticle pentru aspirarea fluidelor. Acest lucru permite economii la spălătorie, mai puțină jenă pentru pacienți și alunecări reduse și agitație pentru profesioniștii lor din domeniul sănătății..

În produsele de curățare și rufe

Poliacrilatul de sodiu servește ca agent de îngroșare în soluțiile de hipoclorit utilizate în amestecurile de albire.

De asemenea, face parte din compozițiile de detergenți, deoarece în timpul rufelor acționează ca un dispersant pentru particulele de murdărie, menținându-le în suspensie, crescând albul și îmbunătățind performanța generală de curățare a detergenților..

Acest lucru se datorează încărcărilor multiple negative sau anionice care ajută la suspendarea particulelor de murdărie, făcându-l mai eficient în detergenții granulari sau pulberi și spălarea la pH alcalin (adică bazic)..

Detergenții conțin poliacrilat de sodiu care le permite să spele mai bine hainele. Autor: Frank Habel. Sursa: Pixabay.

În industria alimentară

A fost utilizat pe scară largă ca agent de îngroșare și preparat, utilizând proprietățile sale fizico-chimice.

Se folosește, de exemplu, ca dispersant pentru pigmenți minerali sau materiale de umplutură precum carbonatul de calciu sau caolinul în timpul fabricării hârtiei sau cartonului care intră în contact cu toate tipurile de alimente, cu excepția utilizării în contact cu formulele pentru sugari sau laptele matern..

De asemenea, servește ca absorbant al fluidelor în materialele care vin în contact cu alimentele. Absoarbe excesul de apă din tot felul de alimente proaspete, precum pui, pește, carne, legume și fructe.

Pachetele de alimente proaspete pot conține poliacrilat de sodiu pentru a absorbi apa pe care o pot elibera. Autor: Shutterbug75. Sursa: Pixabay.

În industriile producătoare de zahăr, utilizarea acestuia în timpul evaporării apei din sucurile de sfeclă sau trestie de zahăr permite prinderea ionilor metalici și astfel controlează formarea incrustărilor minerale în echipament..

În experiențe de îmbunătățire a recuperării uleiului rezidual

În industria petrolieră, este utilizat în prezent împreună cu alți polimeri acrilici pentru a îngroșa apa injectată în unele puțuri și pentru a favoriza îndepărtarea eficientă a uleiului rezidual pentru recuperarea acestuia..

În plus, poliacrilatul de sodiu a fost utilizat în teste pentru prevenirea precipitațiilor de calciu și magneziu și, astfel, pentru a evita murdărirea echipamentelor în timpul recuperării uleiului în puțuri prin inundarea cu polimeri..

În industria materialelor plastice

Poliacrilatul de sodiu este adesea adăugat la clorura de polivinil sau PVC, plastic. Clorura de polivinil) ca modificator al rezistenței la impact și ajutor de procesare.

Țevile din PVC utilizate la construcția caselor și clădirilor pot conține poliacrilat de sodiu pentru a le crește rezistența. Autor: Pisauikan. Sursa: Pixabay.

Printre caracteristicile pe care trebuie să le aibă pentru a îndeplini aceste funcții se numără aceea de a avea o anumită non-miscibilitate (nu amestecarea) cu celălalt polimer, pentru a forma mici zone independente..

În același timp, trebuie să genereze niște legături interfaciale puternice cu baza sau polimerul matricial pentru a permite un transfer bun de stres prin legăturile menționate..

Dacă modificatorul de impact este prea compatibil sau miscibil, acesta nu îmbunătățește rezistența la impact, dar dacă este complet incompatibil, compusul de bază își pierde rezistența sau rezistența..

Din acest motiv, poliacrilatul de sodiu este util în această aplicație..

În diverse aplicații

Poliacrilatul de sodiu este utilizat în industria celulozei și hârtiei ca dispersant.

Acest lucru se datorează capacității sale de a sechestra sau de a prinde (și de a nu elibera) cationi dăunători multivalenți (adică multi-încărcați), cum ar fi aluminiu Al3+ și calciu CaDouă+, devenind complex cu acestea.

Este rezistent la pH ridicat, la temperaturi ridicate și la forțe mari de forfecare sau forfecare. Cu toate acestea, dacă cationii multivalenți sunt în concentrație ridicată, pot precipita poliacrilatul determinându-i să-și piardă eficacitatea..

Este, de asemenea, utilizat în industria cosmetică ca agent de îngroșare și emulgator.

Datorită capacității sale de a absorbi rapid apa, este utilizată ca blocant de apă în cablurile cu fibră optică. Acestea sunt cablurile utilizate pentru transmiterea semnalului Internet și telefonic.

În interiorul cablurilor de fibră optică există poliacrilat de sodiu pentru a absorbi umezeala care le poate pătrunde și pentru a preveni deteriorarea. Autor: Planeta vulpe. Sursa: Pixabay.

Poliacrilatul de sodiu este cel care umple pachetele de gel rece care sunt folosite pentru a trata durerea de la lovituri sau leziuni, sau pentru a transporta medicamente sau flori.

Pungă rece cu gel folosită pentru a calma durerea rănilor sportive. yamada kazuyuki din Higashi-betsuin, Japonia [CC BY 2.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/2.0)]. Sursa: Wikimedia Commons.

Păpușile mici sunt fabricate cu poliacrilat de sodiu care se extinde sau crește în volum atunci când sunt lăsate să se înmoaie în apă.

Riscuri

Deși poliacrilatul de sodiu nu este toxic, ingerarea granulelor sale pe cale orală determină extinderea acestora în contact cu saliva..

În consecință, ingerarea acestuia este un risc semnificativ, deoarece poate provoca obstrucția căilor respiratorii. Aceasta înseamnă că poate împiedica respirația. Pe de altă parte, dacă este inhalat în cantități mici, insuficiente pentru a provoca obstrucții, este iritant pentru respirație datorită proprietăților sale de uscare..

Poliacrilatul de sodiu este utilizat din ce în ce mai mult în secțiile medicale și geriatrice, plasate în sticle de urină lângă pacienți, ceea ce face ca riscul ca pacienții vârstnici confuzați să-l inghită..

Din acest motiv, aceste tipuri de pacienți trebuie supravegheați continuu..

Nu este iritant pentru piele. Nu este inflamabil.

Referințe

  1. Bajpai, P. (2015). Produse chimice pentru celuloză și hârtie. Săruri de poliacrilat. În industria celulozei și hârtiei. Recuperat de la sciencedirect.com.
  2. Wypych, G. (2017). Mirosul în raport cu diferiți polimeri. Poliacrilat. În Manualul mirosurilor din materiale plastice (ediția a doua). Recuperat de la sciencedirect.com.
  3. Burckett St Laurent, J. (2007). Curățarea rufelor de textile. Polimeri. În Manual pentru curățarea / decontaminarea suprafețelor. Recuperat de la sciencedirect.com.
  4. Wickstone, L. și colab. (2018). Risc de asfixiere în urma ingestiei Vernagel. Ann R Coll Surg Engl 2018; 100: e176-e177. Recuperat de la ncbi.nlm.nih.gov.
  5. Wypych, G. (2015). Principiile degradării termice. Poliacrilat. În degradarea și stabilizarea PVC-ului. Recuperat din sciencedirect.
  6. Medina-Torres, L. și colab. (2014). Reologia poliacrilatului de sodiu ca emulgator utilizat în emulsii cosmetice. Cercetări chimice industriale și inginerești 2014, 53, 47, 18346-18351. Recuperat de la pubs.acs.org.
  7. Carte chimică. (2016). Poliacrilat de sodiu. Recuperat de pe chemicalbook.com.
  8. SCCO. (2019). Polimer superabsorbant (SAP). Recuperat de la sapgel.com.

Nimeni nu a comentat acest articol încă.