Asid poliakrilik ialah polimer unik dengan kapasiti penyerapan air yang tinggi. Kompaun ini tidak aktif secara biologi, jadi ia digunakan secara meluas dalam pembuatan produk kebersihan dan kosmetik, serta bahan tambahan dalam perubatan. Poliakrilat (garam asid), yang telah meningkatkan sifat fizikal dan mekanikal, mempunyai skop yang lebih luas.
Penerangan
Asid poliakrilik ialah bahan makromolekul, unit monomeriknya ialah sebatian CH2=CH−COOH (akrilik atau propenoik, asid etenakarboksilik). Polimer ini tidak mempunyai ketoksikan, keterlarutan air yang baik dan rintangan alkali yang tinggi.
Formula kimia asid poliakrilik ialah (C2H3COOH) . Formula struktur sebatian ditunjukkan dalam rajah di bawah.
Asid poliakrilik ialah poliasid lemah biasa. Makromolekulnya mempunyai kumpulan berfungsi yang mempunyai keupayaan untukkepada disosiasi elektrolitik. Ia kelihatan sebagai cecair ambar jernih atau serbuk berbutir putih.
Properties
Sifat fizikal dan kimia utama asid poliakrilik ialah:
- Suhu di mana polimer ini menjadi pepejal, memintas fasa penghabluran (keadaan kaca) - 106 °C.
- Apabila dipanaskan, anhidrida terbentuk, dan jika suhu melebihi 250 °C, maka tindak balas penyingkiran karbon dioksida daripada kumpulan karboksil - COOH bermula, serta penghubung silang makromolekul, yang membawa kepada pembentukan polimer struktur spatial dan peningkatan dalam tahap pempolimeran.
- Garam polimer ini mempunyai kestabilan haba yang lebih tinggi. Sifat ini digunakan untuk menghasilkan gentian bercantum asid poliakrilik yang kuat.
- Apabila berinteraksi dengan alkali (C2H3COOH) membentuk garam, dalam tindak balas dengan alkohol - ester.
- Selepas pempolimeran dalam pelarut, polimer menjadi keras dan rapuh serta mengekalkan kualiti ini walaupun pada suhu 240 °C.
- Apabila alkohol berat molekul rendah bertindak balas dengan asid ini, ester daripada struktur ruang yang berbeza diperoleh.
- Perubahan mendadak dalam sifat polimer berlaku pada tahap penukaran kumpulan berfungsi yang sangat rendah (hanya 0.1% etilena glikol diperlukan untuk molekul pautan silang dengan jisim 50 kDa).
Salah satu sifat larutan akueus asid poliakrilik ialah apabilapeningkatan dalam berat molekul polimer tertentu juga meningkatkan kelikatan larutan, yang dikaitkan dengan pertumbuhan makromolekul dan kesannya terhadap air. Pada masa yang sama, kelikatan larutan tidak bergantung pada tegasan ricih yang digunakan dan merupakan nilai malar dalam julat ukuran yang luas, berbeza dengan polimer polielektrolit yang lain. Apabila keasidan larutan berubah, gentian asid poliakrilik mengalami penguncupan atau pemanjangan akibat daripada penukaran tenaga kimia kepada tenaga mekanikal.
Keterlarutan
(C2H3COOH) larut dengan baik dalam bahan berikut:
- air;
- dietilena dioksida;
- metil dan etil alkohol;
- Asid format amida;
- dimetilformamida.
Larutan akueus asid poliakrilik mempunyai kesan polielektrolit (mampu pemisahan elektrolitik), yang meningkat secara linear dengan peningkatan dalam tahap peneutralan.
Bahan tidak larut dalam sebatian seperti:
- monomer asid akrilik;
- aseton;
- ethoxyethane;
- hidrokarbon.
Dengan larutan kationik dan surfaktan, bahan tersebut boleh membentuk garam tidak larut.
Terima
Sintesis asid poliakrilik dijalankan dengan pempolimeran monomer. Tindak balas berlaku dalam medium berair, di mana agen penghubung silang ditambah, atau dalam pelarut organik. Pencampuran biasanya dilakukan dalam reaktor dayung dan permukaan peralatandisejukkan hingga 70 °C dengan cecair penyejuk. Produk akhir ialah gel - polimer hidrofilik yang menyerap lembapan secara aktif.
Larutan asid akueus yang lebih stabil boleh diperolehi dengan tindakan hidrogen peroksida dan penambahan sejumlah kecil para-dihydroxybenzene dengan natrium tioglycolate, digunakan untuk mengawal berat molekul. Hasil akhir tindak balas digunakan dalam pergigian.
Aplikasi asid poliakrilik
Polimer ini paling banyak digunakan sebagai superabsorben (untuk menangkap dan mengekalkan cecair) dalam pengisi lampin bayi dan dewasa, tuala wanita, lampin pakai buang dan produk lain yang serupa.
Kawasan lain di mana asid poliakrilik digunakan ialah:
- pertanian ialah bahan untuk pembaikan tanah;
- industri - penstabil dan flokulan larutan koloid;
- penyamakan dan pengeluaran tekstil - bahan untuk mengurangkan elektrifikasi dalam pembalut kulit dan pengeluaran serat;
- elektronik - komponen penyambung dalam bateri litium-ion;
- perindustrian - dalam sistem penyejukan dan penyaman udara sebagai perencat deposit dan komponen kehomogenan (loji janakuasa, keluli dan penapisan minyak, baja).
Bahan ini juga digunakan sebagai bahan tambahan dalam penghasilan filem yang meningkatkan keupayaan mereka untuk diwarnakan dan melekatdengan bahan lain.
Ubat
Asid dan garamnya digunakan dalam perubatan untuk tujuan berikut:
- pembawa bahan aktif;
- komponen salap hemostatik, bahan tenunan dan bukan tenunan yang digunakan untuk luka bakar dan keradangan untuk mempercepatkan penyembuhan luka;
- pengikat dalam bahan pengisi dalam pergigian.
Kelebihan bahan ini ialah ia lengai secara biologi dan boleh digunakan bersama dengan sebatian bioaktif (enzim, antibiotik, faktor pertumbuhan, dll.).
Polyacrylates
Garam asid poliakrilik ialah polimer ester sebatian ini. Dalam penampilan, mereka menyerupai parafin. Ia dicirikan oleh sifat berikut:
- rintangan kepada alkali dan asid cair, cahaya dan oksigen;
- penguraian dengan larutan alkali diperhatikan pada suhu 80–100 °C, dengan pembentukan asid poliakrilik;
- apabila dipanaskan melebihi 150 °C, ia akan mengalami pemusnahan haba, pautan silang molekul poliakrilat, monomer (kira-kira 1%) dan produk meruap dilepaskan;
- poliakrilat sangat larut dalam monomer, eter, hidrokarbon dan aseton.
Garam asid poliakrilik dihasilkan melalui pempolimeran emulsi atau ampaian, dalam pengeluaran skala kecil melalui pempolimeran blok.
Penggunaan poliakrilat
Kompaun ini digunakan dalam penghasilan bahan berikut:
- gelas organik;
- pelbagai filem;
- gentian sintetik;
- bahan mengecat (enamel, varnis, damar);
- komposisi pelekat dan impregnasi (emulsi) untuk fabrik, kertas, kulit, kayu.
Varnis berasaskan poliakrilat mempunyai prestasi tinggi:
- lekatan tinggi pada logam dan permukaan berliang;
- kualiti hiasan yang baik;
- air, UV, cuaca, kalis alkali;
- pemeliharaan jangka panjang sifat hiasan (kilat dan keanjalan) - sehingga 10 tahun.
Mereka digunakan untuk mewarnakan produk seperti:
- kereta, pesawat dan peralatan lain;
- logam yang diisih;
- plastik;
- produk percetakan;
- produk industri elektronik;
- industri makanan (pengeluaran tin).
Natrium poliakrilat
Sodium polyacrylate sangat larut dalam air dan tidak mengubah strukturnya walaupun pada suhu 240 °C. Kompaun ini digunakan dalam penyediaan larutan segar atau garam untuk mengurangkan kelikatannya. Natrium poliakrilat mampu mengemulsi mikrohablur, mikropasir daripada karbonat, sulfat dan fosfat.
Bahan tersebut digunakan dalam industri berikut:
- industri minyak - penyediaan cecair penggerudian;
- industri kimia - pembuatandetergen, salji tiruan, dan juga sebagai pemekat untuk cat dan varnis;
- pertanian - pengeluaran baja;
- industri kertas dan pulpa - pembuatan serbet, kertas tandas;
- pembuatan peralatan kebersihan.
Bendalir penggerudian yang dirumus dengan sebatian ini mempunyai faedah berikut:
- ketumpatan rendah;
- kehalusan;
- keterlarutan asid yang baik diperlukan semasa menggerudi masuk;
- tahan suhu tinggi (sehingga 240°C);
- keselamatan alam sekitar.
Kosmetologi
Dalam industri kosmetik, sodium polyacrylate digunakan sebagai pemekat dalam pembuatan produk seperti:
- sembur rambut;
- gel mandian;
- krim;
- syampu;
- topeng muka;
- buih mandian.
Keunikan sifat suplemen ini terletak pada hakikat bahawa setiap zarah terkecil natrium poliakrilat membengkak di dalam air dan mewujudkan rasa baldu dan licin pada kulit. Oleh kerana bahan tersebut mempunyai struktur elastomerik seperti silikon, ia adalah agen pentekstur yang baik. Kelebihan kosmetik dengan tambahannya ialah ia tidak melekit, ia boleh memberikan hasil matte atau satin. Sesetengah pengeluar menambah natrium poliakrilat pada kosmetik berwarna.
