NATRIUMPOLYAKRYLAT (C3H3NAO2) N: STRUKTUR, EGENSKAPER, BRUK, RISIKO - KJEMI - 2026

Den natriumpolyakrylat er en organisk forbindelse med høy molekylvekt dannet ved forening av mange enheter eller stykker av en mindre forbindelse, natriumakrylat. Molekylformelen av natriumpolyakrylat er (C- ₃ H ₃ NaOC ₂ ) _n , og den utvidede formelen for dens monomeren er -CH ₂ -CH (COONa) -.

Natriumpolyakrylat har mange gjentagende stykker like. Det er en anionisk polyelektrolytt fordi det har mange anioner karboksylat -COO ^- , som er negativt ladet. Det er dette som gir den de viktigste fysisk-kjemiske egenskapene og favoriserer dens mange bruksområder.

Formel for monomeren eller repetisjonsstykket av natriumpolyakrylatpolymeren, der n representerer antall ganger den gjentas. Muso. Kilde: Wikimedia Commons.

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

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

På grunn av den store mengden negative ladninger brukes –COO ^- i vaskemidler for å hjelpe med å suspendere smusspartikler. Det fungerer også i industrielle prosesser der det er nødvendig å felle positive metallioner som kalsium, aluminium og magnesium.

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

Kjemisk struktur

Natriumpolyakrylat er en polymer, så den består av mange individuelle biter, like og sammen. Slike biter, stykker eller enheter kalles monomerer.

Natriumpolyakrylat genereres ved forening av mange molekyler av natriumakrylat. Når de slås sammen, mister delene av natriumakrylat dobbeltbindingen.

Av denne grunn har natrium-polyakrylat en struktur uten dobbeltbindinger, med mange karboksylat-anioner –COO ^- og mange natrium Na ⁺ -ioner festet til dem.

Fordi den har så mange anioniske grupper –COO ^- sies det å være en polyelektrolytt.

Monomeren eller individuelt stykke natriumpolyakrylat har en kjede med to karbonatomer og en gruppe –COO ^- Na ⁺ festet til den, som angitt nedenfor: –CH ₂ –CH (COO ^- Na ⁺ ) -.

Struktur av natrium-polyakrylatmonomeren. De stiplede linjene indikerer bindingene til andre monomerer identiske med denne. Edgar181. Kilde: Wikimedia Commons.

Mengden monomerer kan variere fra noen titalls til flere hundre.

Av denne grunn anbringes et n i polymerformelen, siden n symboliserer antall monomerer og dette tallet kan endres i henhold til hva polymerprodusenten ønsker.

nomenklatur

-Sodium-polyakrylat

-Sodiumsalt av polyakrylsyre

-Akrylsyre polymer natriumsalt

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

Egenskaper

Fysisk tilstand

Hvitt fast pulver eller granulat.

Molekylær vekt

Det avhenger av antall monomerer som utgjør polymeren. Natriumpolyakrylat med molekylvekter på for eksempel 1200, 2100, 8000 og 15000 produseres kommersielt.

tetthet

1,32 g / ml ved 25 ° C.

pH-

6-9

løselighet

Veldig løselig i vann.

Kjemiske egenskaper

Natriumpolyakrylat har en høy affinitet for vann. Vandige natriumpolyakrylatløsninger er meget viskøse og utviser høy stringiness.

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

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

Alt dette blir forklart fordi hydrogenet i vannet danner bindingsbroer med karboksylatanionen –COO ^- til 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 –CH ₂ –CH– binder seg til det og de ioniske eller vannrelaterte delene –COO ^- Na ⁺ forblir i den. Dermed forblir oljedråpene stabile i vannet.

Et annet av dens egenskaper er at på grunn av sin store mengde karboksylatanioner ^- COO ^{- kan} natriumpolyakrylat lett tiltrekke seg positive ioner eller metallkationer som kalsium Ca ²⁺ , magnesium Mg ²⁺ eller aluminium Al ³⁺ . Den blir lett sammen med dem og slipper ikke løs.

Det er ikke giftig eller forurensende og er biologisk nedbrytbart.

Å skaffe

For å oppnå natriumpolyakrylat, akrylsyre-CH ₂ = CH-COOH og natriumhydroksyd NaOH omsettes først , for å oppnå natriumakrylat CH ₂ = CH-COO ^- Na ⁺ .

Sistnevnte underkastes oppvarming i nærvær av ammoniumpersulfat (NH ₄ ) ₂ S ₂ O ₈ for å akselerere polymeriseringen, hvor hvert molekyl av natriumakrylat er festet til den neste ved hjelp av dobbeltbindingen.

Den oppnådde oppløsningen inneholder natrium-polyakrylat. Deretter oppnås ved fordampning under visse betingelser den tørre polymeren.

applikasjoner

Som en absorbent i forskjellige bruksområder

Natriumpolyakrylat brukes som et superabsorbent i flere mye brukte produkter. Ett gram av denne polymeren kan absorbere 300 til 1000 gram rent vann.

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

Det brukes også for å forhindre væskesøl ved å størkne dem. Det lar deg takle kroppsvæsker ved å fange dem i en tørr, halvfast gel, noe som gjør deres disponering enklere.

På sykehus og klinikker brukes det til håndtering av søl og på flasker for væskesug. Dette muliggjør besparelser på klesvask, mindre forlegenhet for pasienter og redusert glid og mas for helsepersonell som betjener dem.

I rengjøringsprodukter og i klesvask

Natriumpolyakrylat fungerer som fortykningsmiddel i hypoklorittløsninger som brukes i blekeblandinger.

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

Dette skyldes de flere negative eller anioniske ladninger som hjelper til å suspendere smusspartikler, noe som gjør det mest effektivt i kornet eller pulvervaskemidler og vasking ved alkalisk (dvs. basisk) pH.

Vaskemidler inneholder natrium-polyakrylat som lar dem vaske klær bedre. Forfatter: Frank Habel. Kilde: Pixabay.

I matindustrien

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

For eksempel brukes det som et dispergeringsmiddel for mineralpigmenter eller fyllstoffer som kalsiumkarbonat eller kaolin under fremstillingen av papir eller papp som kommer i kontakt med alle typer mat, bortsett fra bruk i kontakt med morsmelkerstatning eller morsmelk.

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

Ferske matpakker kan inneholde natrium-polyakrylat for å absorbere vannet som de kan frigjøre. Forfatter: Shutterbug75. Kilde: Pixabay.

I sukkerproduserende næringer tillater det bruk av fordamping av vann fra rødbets- eller sukkerrørsafter fangst av metallioner og dermed kontrollerer dannelsen av mineralkrustasjoner i utstyr.

I erfaringer med å forbedre utvinningen av restolje

I oljeindustrien blir det for tiden brukt i forbindelse med andre akrylpolymerer for å tykne vannet som er injisert i noen brønner og favorisere effektiv fjerning av gjenværende olje for utvinning.

I tillegg er natriumpolyakrylat brukt i tester for å forhindre utfelling av kalsium og magnesium og dermed forhindre begroing av utstyr under oljeutvinning fra polymerflombrønner.

I plastindustrien

Natriumpolyakrylat blir ofte tilsatt polyvinylklorid eller PVC (PolyVinyl Chloride) plast som et slagstyrke-modifiseringsmiddel og prosesseringshjelpemiddel.

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

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

Samtidig må den generere noen sterke grensesnittbindinger med base- eller matrikspolymeren for å tillate en god overføring av stress gjennom disse bindinger.

Hvis støtmodifikatoren er for kompatibel eller blandbar, forbedrer den ikke slagfastheten, men hvis den er fullstendig inkompatibel, mister baseforbindelsen sin styrke eller seighet.

Av denne grunn er natriumpolyakrylat nyttig i denne applikasjonen.

I forskjellige bruksområder

Natriumpolyakrylat brukes i masse- og papirindustrien som et dispergeringsmiddel.

Dette skyldes dens evne til å binde eller fange (og ikke frigjøre) skadelige multivalente (dvs. flerladede) kationer, slik som aluminium Al ³⁺ og kalsium Ca ²⁺ , som komplekserer med disse.

Det er motstandsdyktig mot høy pH, høye temperaturer og høye skjær- eller skjærkrafter. Imidlertid, hvis de multivalente kationene er i høy konsentrasjon, kan de utfelle polyakrylatet og forårsake at det mister effektiviteten.

Det brukes også i kosmetisk industri som fortykningsmiddel og emulgator.

På grunn av sin evne til å absorbere vann raskt, brukes det som 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 all fuktighet som kan trenge gjennom dem og forhindre skade. Forfatter: Planet fox. Kilde: Pixabay.

Natriumpolyakrylat er den som fyller de kalde gelpakkene som brukes til å behandle smerter forårsaket av slag eller skader, eller til å transportere medisiner eller blomster.

Kald gelpose brukt til å lindre smerter fra sportsskader. yamada kazuyuki fra Higashi-betsuin, Japan. Kilde: Wikimedia Commons.

Med natriumpolyakrylat lages små dukker som utvides eller øker i volum når de blir liggende i vann.

risiko

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

Følgelig er det en betydelig risiko å innta det fordi det kan føre til hindringer i luftveiene. Dette betyr at det kan hindre pusten. På den annen side, hvis det inhaleres i små mengder, ikke nok til å forårsake hindring, er det irriterende for pusten på grunn av dets tørkeegenskaper.

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

Av denne grunn må denne typen pasienter kontinuerlig overvåkes.

Det er ikke irriterende for huden. Det er ikke brannfarlig.

referanser

1. Bajpai, P. (2015). Pulp- og papirkjemikalier. Polyakrylatsalter. I masse- og papirindustri. Gjenopprettet fra sciencedirect.com.
2. Wypych, G. (2017). Lukt i forhold til forskjellige polymerer. Polyakrylat. I Handbook of Odors in Plastic Materials (Second Edition). Gjenopprettet fra sciencedirect.com.
3. Burckett St Laurent, J. (2007). Klesvask 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). Reologien av natriumpolyakrylat som emulgator ansatt i kosmetiske emulsjoner. Industrial & Engineering Chemistry Research 2014, 53, 47, 18346-18351. Gjenopprettet fra pubs.acs.org.
7. Kjemisk bok. (2016). Natrium-polyakrylat. Gjenopprettet fra chemicalbook.com.
8. SCCO. (2019). Superabsorbent polymer (SAP). Gjenopprettet fra sapgel.com.