NÁTRIUM-POLIAKRILÁT (C3H3NAO2) N: SZERKEZETE, TULAJDONSÁGAI, FELHASZNÁLÁS, KOCKÁZATOK - KÉMIA - 2026

A nátrium-poliakrilát egy nagy molekulatömegű szerves vegyület, amely egy kisebb vegyület, a nátrium-akrilát sok egységének vagy darabjainak összekapcsolódásával képződik. A nátrium-poliakrilát molekuláris képlete (C ₃ H ₃ NaO ₂) _n, monomer kiterjesztett képlete: –CH _{2 –} CH (COONa) -.

A nátrium-poliakrilátnak ugyanannyi ismétlődő darabja van. Ez egy anionos polielektrolit mert ez sok anionok észter COO ^-, amely negatív töltésű. Ez ad neki fő fizikai-kémiai tulajdonságait, és elősegíti a sok felhasználását.

A nátrium-poliakrilát polimer monomerjének vagy ismétlődő darabjának képlete, ahol n jelentése az ismételések száma. Muso. Forrás: Wikimedia Commons.

Nagyon rokon a víz iránt. Nagyon könnyen felszívja, így gélt képez. Minden típusú folyadékot vagy vizes oldatot felszív. Ez a tulajdonság teszi felhasználhatóvá például eldobható pelenkákban és egészségügyi betétekben.

A friss élelmiszeripar csomagolására is felhasználják az általuk előállított fölösleges víz felszívására.

Köszönhetően nagy mennyiségű negatív töltések, COO ^- használják mosószerekkel segítségével felfüggeszteni szennyező részecskék. Ipari folyamatokban is működik, ahol pozitív fémionok, például kalcium, alumínium és magnézium csapdájához van szükség.

A nátrium-poliakrilát nem mérgező, de nagyon fontos, hogy ne nyelje be, mivel felszívja a vizet a nyálból, növelheti annak mennyiségét és fulladást okozhat.

Kémiai szerkezet

A nátrium-poliakrilát egy polimer, tehát sok különálló darabból áll, amelyek azonosak és össze vannak kötve. Az ilyen darabokat, darabokat vagy egységeket monomereknek nevezzük.

A nátrium-poliakrilátot sok nátrium-akrilát molekula egyesíti. Csatlakozáskor a nátrium-akrilát darabjai elveszítik a kettős kötést.

Ezért a nátrium-poliakrilát kettős kötések nélküli szerkezetű, sok karboxilát-anionnal –COO ^- és sok nátrium-Na ⁺ -ionnal kapcsolódik hozzájuk.

Mivel annyi anionos csoportot tartalmaz ^- COO ^{-, azt} állítják, hogy egy polielektrolit.

A monomer vagy egyedi darab nátrium- poliakrilát egy láncot két szénatomot és egy csoport -COO ^- Na ⁺ csatolt hozzá, az alábbiak szerint: -CH ₂ -CH (COO ^- Na ⁺) -.

A nátrium-poliakrilát-monomer szerkezete. A szaggatott vonal jelzi a kötéseket más monomerekkel, amelyek azonosak ezzel. Edgar181. Forrás: Wikimedia Commons.

A monomerek mennyisége néhány tíztől több százig változhat.

Ezért n van a polimerképletbe helyezve, mivel n a monomerek számát szimbolizálja, és ez a szám változhat a polimer gyártója kívánsága szerint.

Elnevezéstan

-Nátrium-poliakrilát

-Poliakrilsav nátrium-sója

-Akrilsav polimer nátriumsója

-A 2-propénsav-homopolimer nátrium-sója (a homopolimer azt jelenti, hogy homogén polimer, vagy hogy egyetlen típusú molekula sok egységéből áll)

Tulajdonságok

Fizikai állapot

Fehér szilárd por vagy szemcsék.

Molekuláris tömeg

A polimert alkotó monomerek számától függ. Nátrium-poliakrilátot, amelynek molekulatömege például 1200, 2100, 8000 és 15000, kereskedelemben állítják elő.

Sűrűség

1,32 g / ml 25 ° C-on.

pH

6-9

Oldhatóság

Vízben nagyon jól oldódik.

Kémiai tulajdonságok

A nátrium-poliakrilátnak nagy affinitása van a vízhez. A vizes nátrium-poliakrilát-oldatok nagyon viszkózusak és nagyszilárdságúak.

Rendkívül abszorbens polimer, különösen vízből vagy vizes folyadékokból. Vízelnyelési sebessége nagyon magas.

A víz könnyen vonzódik ehhez a polimerhez, amely abszorpcióval gélré alakul. És nagyon nagy kapacitással képes felszívni a vizet.

Mindez azért magyarázható, mert a vízben lévő hidrogén kötőhidakat képez a polimer karboxilát-anionjával ^- COOO-val. A víz polaritása és a karboxilátcsoport elősegíti ezeket a hidrogénkötéseket: –C - O- - -H - O - H.

A nátrium-poliakrilát stabilizálja az olaj-a-vízben emulziókat is. A poliakrilát molekula azon részei, amelyek kapcsolatban vannak az olajjal –CH ₂ –CH–, hozzá kapcsolódnak, és az ionos vagy vízzel rokon részek –COO ^– Na ^{+ benne} maradnak. Így az olajcseppek stabilak maradnak a vízben.

Jellemzői az is, hogy a karboxilát-anionok nagy mennyisége miatt - a COO ^{- a} nátrium-poliakrilát könnyen vonzhat pozitív ionokat vagy fémkationokat, például kalcium Ca ²⁺, magnézium Mg ²⁺ vagy alumínium Al ³⁺. Könnyen csatlakozik hozzájuk, és nem engedi el.

Nem mérgező vagy szennyező, biológiailag lebontható.

beszerzése

Ahhoz, hogy a nátrium-poliakrilát, akrilsav CH ₂ = CH-COOH, és nátrium-hidroxid NaOH reagáltatunk először, annak érdekében, hogy a nátrium-akrilát CH ₂ = CH-COO ^- Na ⁺.

Az utóbbi vetjük alá melegítés jelenlétében ammónium-perszulfát (NH ₄) ₂ S ₂ O ₈, hogy felgyorsítsa a polimerizációs reakció, ahol minden egyes molekula nátrium-akrilát van csatlakoztatva, hogy a következő, a kettős kötést.

A kapott oldat nátrium-poliakrilátot tartalmaz. Ezután bizonyos körülmények között bepárlással száraz polimert kapunk.

Alkalmazások

Abszorbensként különféle alkalmazásokban

A nátrium-poliakrilátot szuperabszorbensként használják számos széles körben alkalmazott termékben. Ennek a polimernek egy grammja 300-1000 gramm tiszta vizet képes felszívni.

Például eldobható pelenkákban, egészségügyi betétekben, szoptató párnákban és egyéb háztartási cikkekben használják. Ezekben az esetekben hatékonyan felszívja a vizes testfolyadékokat, például a vizeletet vagy a vért.

Arra is felhasználják, hogy megakadályozzák a folyadék kiömlését, megszilárdítva őket. Ez lehetővé teszi a testfolyadékok kezelését azáltal, hogy száraz, félig szilárd gélbe csapdázzák őket, megkönnyítve azok eltávolítását.

Kórházakban és klinikákon a kiömlések és palackok kezelésére használják folyadék szívására. Ez lehetővé teszi a mosoda megtakarítását, kevesebb zavarot a betegek számára, és csökkenti a csúszást és a nyüzsgést az egészségügyi szakemberek számára.

A tisztítószerekben és a mosodában

A nátrium-poliakrilát sűrítőként szolgál hipoklorit oldatokban, amelyeket fehérítő keverékekhez használnak.

Ez a mosószer-összetétel részét képezi, mivel a mosás során diszpergálószerként szolgál a szennyeződés részecskéi számára, miközben azokat szuszpenzióban tartja, növeli a fehérséget és javítja a mosószerek általános tisztítási teljesítményét.

Ennek oka a többszörös negatív vagy anionos töltés, amely elősegíti a szennyeződés részecskéinek felfüggesztését, ezáltal a granulátum vagy por tisztítószerben és a lúgos (azaz bázikus) pH-n történő mosás során a leghatékonyabb.

A tisztítószerek nátrium-poliakrilátot tartalmaznak, amely lehetővé teszi a ruhák jobb mosását. Szerző: Frank Habel. Forrás: Pixabay.

Az élelmiszeriparban

Széles körben használják sűrítőként és készítményként, fizikai-kémiai tulajdonságai felhasználásával.

Például, diszpergálószerként ásványi pigmentekhez vagy töltőanyagokhoz, például kalcium-karbonáthoz vagy kaolinhoz, olyan papír vagy karton gyártása során, amely mindenféle élelmiszerrel érintkezésbe kerül, kivéve az anyatej-helyettesítő tápszerekkel vagy az anyatejdel történő érintkezést.

Folyékony abszorbensként szolgál az anyagokkal érintkezésbe kerülő anyagokban is. Felszívja a fölösleges vizet mindenféle friss élelmiszerből, például csirkéből, halból, húsból, zöldségből és gyümölcsből.

A friss élelmiszerek csomagolása tartalmazhat nátrium-poliakrilátot a felszabaduló víz felszívására. Szerző: Shutterbug75. Forrás: Pixabay.

A cukorgyártó iparban a répa- vagy cukornádlevekből történő víz elpárologtatása során történő felhasználása lehetővé teszi a fémionok csapdáját, és ezáltal szabályozza az ásványi szennyeződések kialakulását a berendezésekben.

A maradék olaj visszanyerésének javítását célzó tapasztalatok

Az olajiparban jelenleg más akrilpolimerekkel együttesen használják az egyes kutakba befecskendezett víz sűrítésére, és elősegítik a visszamaradó olaj maradék hatékony eltávolítását.

Ezenkívül a nátrium-poliakrilátot tesztekben használták a kalcium és magnézium kicsapódásának megakadályozására, és ezáltal a berendezések elszennyeződésének megakadályozására az olaj visszanyerésekor a polimer elárasztó kutakból.

A műanyagiparban

Nátrium-poliakrilátot gyakran adnak a poli (vinil-klorid) vagy a PVC (polivinil-klorid) műanyaghoz ütőszilárdság-módosító és feldolgozási segédanyagként.

A házak és épületek építéséhez használt PVC csövek tartalmazhatnak nátrium-poliakrilátot, hogy növeljék ellenállásukat. Szerző: Pisauikan. Forrás: Pixabay.

Azon jellemzők között, amelyeknek meg kell felelnie ezen funkciók teljesítéséhez, az az, hogy valamilyen mértékben nem elegyednek (nem keverhetők) a másik polimerrel, hogy kicsi, független területeket képezzenek.

Ugyanakkor létre kell hoznia néhány erős felületbeli kötést az alap- vagy mátrixpolimerrel, hogy lehetővé tegye a feszültség jó átadását ezeken a kötéseken keresztül.

Ha az ütközésmódosító túl kompatibilis vagy elegyedő, akkor nem javítja az ütésállóságot, de ha teljesen összeférhetetlen, az alapvegyület elveszíti erejét vagy szilárdságát.

Ezért a nátrium-poliakrilát hasznos ebben az alkalmazásban.

Különböző alkalmazásokban

A nátrium-poliakrilátot a cellulóz- és papíriparban diszpergálószerként használják.

Ennek oka annak a képessége, hogy elkülönítse vagy befogja (és nem engedje szabadon) a káros multivalens (azaz többszörösen töltött) kationokat, mint például az alumínium Al ³⁺ és a kalcium Ca ²⁺, ezekkel komplexedve.

Ellenáll a magas pH-értéknek, a magas hőmérsékleteknek és a nagy nyíró- vagy nyíróerőknek. Ha azonban a multivalens kationok nagy koncentrációban vannak, akkor kicsaphatják a poliakrilátot, és ezzel hatékonyságát elveszítik.

A kozmetikai iparban sűrítőként és emulgeálószerként is használják.

Mivel a víz gyorsan felszívódik, vízszigetelő anyagként használják száloptikai kábelekben. Ezeket a kábeleket használják az internet és a telefonjel továbbításához.

Az optikai kábelek belsejében nátrium-poliakrilát van, amely elnyel minden nedvességet, amely behatolhat a vezetékbe, és megakadályozza a károkat. Szerző: Planx fox. Forrás: Pixabay.

A nátrium-poliakrilát kitölti azokat a hideg gélcsomagokat, amelyeket fújások vagy sérülések által okozott fájdalom kezelésére vagy gyógyszerek vagy virágok szállítására használnak.

Hideg gélzsák, amelyet a sportok által okozott sérülések enyhítésére használnak. yamada kazuyuki (Japán, Higashi-betsuin). Forrás: Wikimedia Commons.

A nátrium-poliakrilát segítségével kis babákat készítenek, amelyek térfogata növekszik vagy növekszik, ha vízbe áztatják.

kockázatok

Bár a nátrium-poliakrilát nem mérgező, a granulátum szájon át történő bevétele a nyállal érintkezve tágul meg.

Következésképpen a lenyelése jelentős kockázatot jelent, mivel légúti elzáródást okozhat. Ez azt jelenti, hogy akadályozhatja a légzést. Másrészt, ha kis mennyiségben belélegzi, nem elegendő obstrukcióhoz, szárító tulajdonságai miatt irritálja a légzést.

A nátrium-poliakrilátot egyre inkább használják az orvosi és ápolási otthonokban, vizelet palackokban helyezik el a betegek mellett, így fennáll annak a veszélye, hogy a zavaros idős betegek elnyelik.

Ezért az ilyen típusú betegeket folyamatosan ellenőrizni kell.

Nem irritálja a bőrt. Nem tűzveszélyes.

Irodalom

1. Bajpai, P. (2015). Pép- és papír vegyszerek. Poliakrilát sók. A cellulóz- és papíriparban. Helyreállítva a sciencedirect.com webhelyről.
2. Wypych, G. (2017). Szag a különféle polimerekkel szemben. Poliakrilát. A műanyag szagainak kézikönyve (második kiadás). Helyreállítva a sciencedirect.com webhelyről.
3. Burckett St Laurent, J. (2007). Textil mosoda. Polimerek. A felületek tisztításának és fertőtlenítésének kézikönyve. Helyreállítva a sciencedirect.com webhelyről.
4. Wickstone, L. és mtsai. (2018). A Vernagel lenyelése által okozott fulladásveszély. Ann R Coll Surg Engl 2018; 100: e176-e177. Helyreállítva az ncbi.nlm.nih.gov webhelyről.
5. Wypych, G. (2015). A termikus lebomlás alapelvei. Poliakrilát. PVC lebomlás és stabilizálás területén. Felépült a tudományos közvetlen irányból.
6. Medina-Torres, L. et al. (2014). A kozmetikai emulziókban alkalmazott nátrium-poliakrilát reológiája. Ipari és Műszaki Kémiai Kutatás, 2014, 53, 47, 18346-18351. Helyreállítva a pubs.acs.org webhelyről.
7. Vegyi könyv. (2016). Nátrium-poliakrilát. Helyreállítva a chemicalbook.com webhelyről.
8. SCCO. (2019). Szuperabszorbens polimer (SAP). Helyreállítva: sapgel.com.