NATRIJEV POLIAKRILAT (C3H3NAO2) N: STRUKTURA, SVOJSTVA, UPOTREBA, RIZICI - KEMIJA - 2025

Natrij poliakrilat je organski spoj visoke molekulske mase nastali spajanjem više jedinica ili komada manjeg spoja, natrijev akrilat. Molekulska formula natrijevog poliakrilata je (C ₃ H ₃ NaOt ₂) _n i proširena formula njegova monomera je CH ₂ CH (COONa) -.

Natrijev poliakrilat ima mnoštvo ponavljajućih komada jednako. To je anionski polielektrolit jer ona ima mnogo aniona karbonske kiseline COO ^- koji su negativno nabijene. To je ono što mu daje svoja glavna fizikalno-kemijska svojstva i favorizira njegovu upotrebu.

Formula monomera ili komada koji se ponavlja iz natrijevog poliakrilatnog polimera, pri čemu n predstavlja koliko puta se ponavlja. Muso. Izvor: Wikimedia Commons.

Ima veliki afinitet prema vodi. Apsorbira ga vrlo lako, tvoreći gel. Apsorbira sve vrste tekućina ili vodenih otopina. Ovo svojstvo ga upotrebljava na primjer u jednokratnim pelenama i sanitarnim ubrusima.

Također se koristi u pakiranju za industriju svježe hrane za apsorbiranje viška vode koju mogu proizvesti.

Zbog velike količine negativnih naboja, -COO ^- se koristi u deterdžentima za pomoć u suspendiranju čestica prljavštine. Djeluje i u industrijskim procesima gdje je potreban za hvatanje pozitivnih iona metala poput kalcija, aluminija i magnezija.

Natrijev poliakrilat nije toksičan, ali vrlo je važno ne gutati ga jer može apsorbirati vodu iz sline, povećati volumen i uzrokovati gušenje.

Kemijska struktura

Natrijev poliakrilat je polimer, tako da je sastavljen od mnogih pojedinačnih komada jednakih i spojenih zajedno. Takve komade, komadi ili jedinice nazivaju se monomerima.

Natrijev poliakrilat nastaje sjedinjenjem mnogih molekula natrijevog akrilata. Kada se spoje, komadi natrijevog akrilata gube dvostruku vezu.

Zbog toga natrijev poliakrilat ima strukturu bez dvostrukih veza, s njima su pričvršćeni mnogi karboksilatni anioni -COO ^- i mnogi natrijevi Na ⁺ ioni.

Budući da ima toliko anjonskih skupina -COO ^{, za njega} se kaže da je polielektrolit.

Se monomer ili pojedini dio natrijevog poliakrilata ima lanac od dva atoma ugljika i skupinu -COO ^- Na ⁺ je pričvršćeno na njega, kao što je prikazano u nastavku: CH ₂ CH (COO ^- Na ⁺) -.

Struktura monomera natrijevog poliakrilata. Točkaste crte označavaju veze s drugim monomerima identičnim ovom. Edgar181. Izvor: Wikimedia Commons.

Količina monomera može varirati od nekoliko desetaka do nekoliko stotina.

Iz tog razloga se n stavlja u formulu polimera, jer n simbolizira broj monomera i taj se broj može mijenjati u skladu s onim što proizvođač polimera želi.

Nomenklatura

-Natrijum-poliakrilat

-Natrijumova sol poliakrilne kiseline

-Na polimer natrijske soli akrilne kiseline

- Natrijeva sol homopolimer 2-propenske kiseline (homopolimer znači da je homogeni polimer ili da je sastavljena od mnogih jedinica jedne vrste molekule)

Svojstva

Psihičko stanje

Bijeli kruti prah ili granule.

Molekularna težina

Ovisi o broju monomera koji čine polimer. Natrijev poliakrilat s molekulskim težinama od, na primjer, 1200, 2100, 8000 i 15000, proizvodi se na komercijalnoj osnovi.

Gustoća

1,32 g / ml pri 25 ° C.

pH

6-9

Topljivost

Vrlo topivo u vodi.

Kemijska svojstva

Natrijev poliakrilat ima visoki afinitet prema vodi. Vodene otopine natrijevog poliakrilata vrlo su viskozne i pokazuju veliku žilavost.

To je izuzetno upijajući polimer, posebno vode ili vodenih tekućina. Njegova brzina apsorpcije vode je vrlo velika.

Voda se lako privlači u ovom polimeru, koji se kada se apsorbira pretvara u gel. I ima vrlo visok kapacitet zadržavanja apsorbirane vode.

Sve je ovo objašnjeno jer vodik u vodi tvori spojne mostove s karboksilatnim anionom -COO ^- polimerom. Polaritet vode i karboksilatne skupine pogoduje ovim vodikovim vezama: -C - O- - -H - O - H.

Natrijev poliakrilat također stabilizira emulzije ulje u vodi. Dijelovi poliakrilata molekule koje se odnose na ulje -CH ₂ CH- vežu za njega i ionske ili vode vezane dijelova COO ^- Na ⁺ ostaje u njemu. Dakle, kapljice ulja ostaju stabilne u vodi.

Još jedna od njegovih karakteristika je da zbog velike količine karboksilatnih aniona –COO ^- natrijev poliakrilat lako može privući pozitivne ione ili metalne katione poput kalcijevog Ca ²⁺, magnezija Mg ²⁺ ili aluminija Al ³⁺. Pridružuje im se lako i ne pušta.

Nije toksičan ni zagađuje i biorazgradiv je.

dobivanje

Kako bi se dobio natrij poliakrilat, akrilna kiselina CH ₂ = CH-COOH, i natrij hidroksid NaOH reagiraju prvo, da bi se dobila natrijeva akrilat CH ₂ = CH-COO ^- NA ⁺.

Potonji se podvrgava grijanje u prisutnosti amonij persulfata (NH ₄) ₂ S ₂ O ₈ za ubrzavanje reakcije polimerizacije, gdje je priključen svaka molekula natrijevog akrilata na drugi pomoću dvostruku vezu.

Dobivena otopina sadrži natrijev poliakrilat. Zatim se isparavanjem u određenim uvjetima dobije suhi polimer.

Prijave

Kao upijač u raznim primjenama

Natrijev poliakrilat koristi se kao supsorbens u nekoliko široko korištenih proizvoda. Jedan gram ovog polimera može apsorbirati 300 do 1000 grama čiste vode.

Na primjer, koristi se u jednokratnim pelenama, sanitarnim ubrusima, jastučićima za dojenje i drugim predmetima za kućanstvo. U tim slučajevima učinkovito apsorbira vodene tjelesne tekućine, poput urina ili krvi.

Također se koristi za sprječavanje izlijevanja tekućine očvršćavanjem. Omogućuje vam da se nosite s tjelesnim tekućinama zarobljavajući ih u suhom, polutvrdom gelu, što olakšava njihovo odlaganje.

U bolnicama i klinikama koristi se za upravljanje izlijevanjem i u bocama za usisavanje tekućine. To omogućava uštedu rublja, manje sramote za pacijente i manje klizanja i užurbanosti za svoje zdravstvene djelatnike.

U proizvodima za čišćenje i u praonici

Natrijev poliakrilat služi kao zgušnjivač u hipokloritnim otopinama koje se koriste u smjesama za izbjeljivanje.

Također je dio sastava deterdženata, jer tijekom rublja djeluje kao sredstvo za raspršivanje čestica prljavštine, zadržavajući ih u suspenziji, povećavajući bjelinu i poboljšavajući opće performanse deterdženata.

To je posljedica višestrukih negativnih ili anionskih naboja koji pomažu suspendiranje čestica prljavštine, što ga čini najučinkovitijim u granuliranim ili praškastim deterdžentima i pranju na alkalnim (tj. Bazičnim) pH.

Deterdženti sadrže natrijev poliakrilat što im omogućuje bolje pranje odjeće. Autor: Frank Habel Izvor: Pixabay.

U prehrambenoj industriji

Široko se koristi kao sredstvo za zgušnjivanje i priprema, koristeći svoja fizikalno-kemijska svojstva.

Na primjer, koristi se kao sredstvo za raspršivanje mineralnih pigmenata ili punila poput kalcijevog karbonata ili kaolina tijekom proizvodnje papira ili kartona koji dolaze u kontakt sa svim vrstama hrane, osim za upotrebu u dodiru s dječjim formulama ili majčinim mlijekom.

Služi i kao upijač tekućine u materijalima koji dolaze u kontakt s hranom. Apsorbira višak vode iz svih vrsta svježe hrane, poput piletine, ribe, mesa, povrća i voća.

Pakovanja svježe hrane mogu sadržavati natrijev poliakrilat da bi apsorbirali vodu koju mogu otpustiti. Autor: Shutterbug75. Izvor: Pixabay.

U industriji proizvodnje šećera njegova upotreba tijekom isparavanja vode iz sokova repe ili šećerne trske omogućava hvatanje metalnih iona i na taj način kontrolira stvaranje mineralnih nakupina u opremi.

U iskustvima za poboljšanje oporavka zaostalog ulja

U naftnoj industriji trenutno se koristi zajedno s drugim akrilnim polimerima za zgušnjavanje vode ubrizgane u neke bušotine i pogoduje učinkovito uklanjanje zaostalog nafte za oporavak.

Pored toga, natrijev poliakrilat korišten je u ispitivanjima za sprečavanje taloženja kalcija i magnezija, a time i za sprječavanje zaprljanja opreme tijekom obnavljanja nafte iz polimernih bunara.

U industriji plastike

Natrijev poliakrilat često se dodaje polivinilkloridu ili PVC (Polivinilklorid) plastici kao modifikator snage udara i pomoćno sredstvo za obradu.

PVC cijevi koje se koriste u izgradnji kuća i zgrada mogu sadržavati natrijev poliakrilat za povećanje njihove otpornosti. Autor: Pisauikan. Izvor: Pixabay.

Među karakteristikama koje mora imati da bi ispunio ove funkcije je i to da ima nešto nemiješljivosti (ne miješanja) s drugim polimerom, da formira mala neovisna područja.

Istodobno, on mora stvoriti snažne interfacijalne veze s baznim ili matričnim polimerom kako bi se omogućio dobar prijenos napona kroz te veze.

Ako je modifikator udara previše kompatibilan ili se ne može miješati, ne poboljšava otpornost na udarce, ali ako je potpuno nespojiv, bazni spoj gubi čvrstoću ili čvrstinu.

Iz tog razloga, natrijev poliakrilat je koristan u ovoj aplikaciji.

U raznim primjenama

Natrijev poliakrilat koristi se u industriji celuloze i papira kao sredstvo za dispergiranje.

To je zbog njegove sposobnosti sekvenciranja ili hvatanja (a ne ispuštanja) štetnih multivalentnih (tj. Višestrukih) kationa, poput aluminija Al ³⁺ i kalcija Ca ²⁺, s tim složenim.

Otporan je na visoki pH, visoke temperature i velike sile smicanja ili smicanja. Međutim, ako su multivalentni kationi u visokoj koncentraciji, oni mogu istaložiti poliakrilat uzrokujući gubitak njegove učinkovitosti.

Također se koristi u kozmetičkoj industriji kao zgušnjivač i emulgator.

Zbog svoje sposobnosti brze apsorpcije vode koristi se kao sredstvo za blokiranje vode u optičkim kablovima. Ovo su kablovi koji se koriste za prijenos Interneta i telefonskog signala.

Unutar optičkih kabela nalazi se natrijev poliakrilat da apsorbira vlagu koja može prodirati u njih i spriječiti oštećenje. Autor: Planet fox. Izvor: Pixabay.

Natrijev poliakrilat je onaj koji ispunjava hladne pakete gela koji se koriste za liječenje boli uzrokovanih udarcima ili ozljedama, ili za prijevoz lijekova ili cvijeća.

Vrećica s hladnim gelom koja se koristi za ublažavanje bolova od sportskih ozljeda. yamada kazuyuki iz Higashi-betsuina, Japan. Izvor: Wikimedia Commons.

S natrijevim poliakrilatom izrađuju se male lutke koje se proširuju ili povećavaju u volumenu ako se ostave namakanje u vodi.

rizici

Iako natrijev poliakrilat nije toksičan, oralno gutanje njegovih granula uzrokuje njihovo širenje u kontaktu sa slinom.

Posljedično, gutanje je značajan rizik jer može izazvati opstrukciju dišnih putova. To znači da može ometati disanje. S druge strane, ako se udiše u malim količinama, nedovoljnim da izazove opstrukciju, nadražujuće je za disanje zbog svojstava sušenja.

Natrijev poliakrilat sve se više koristi u medicinskim i gerijatrijskim odjeljenjima, smještajući ih u boce s urinom pored pacijenata, što predstavlja rizik da ga zbunjeni stariji pacijenti mogu progutati.

Iz tog razloga, ove se vrste bolesnika moraju kontinuirano nadzirati.

Ne nadražuje kožu. Nije zapaljivo.

Reference

1. Bajpai, P. (2015). Kemikalije celuloze i papira. Poliakrilatne soli. U celuloznoj i papirnoj industriji. Oporavljeno od sciencedirect.com.
2. Wypych, G. (2017). Miris u odnosu na različite polimere. Poliakrilat. U Priručniku mirisa u plastičnim materijalima (drugo izdanje). Oporavljeno od sciencedirect.com.
3. Burckett St Laurent, J. (2007). Čišćenje rublja tekstila. Polimeri. U Priručniku za čišćenje / dekontaminaciju površina. Oporavljeno od sciencedirect.com.
4. Wickstone, L. i sur. (2018.). Rizik asfiksije uslijed gutanja Vernagela. Ann R Coll Surg Engl 2018; 100: e176-e177. Oporavak od ncbi.nlm.nih.gov.
5. Wypych, G. (2015). Načela toplinske degradacije. Poliakrilat. U degradaciji i stabilizaciji PVC-a. Oporavili od sciencedirect.
6. Medina-Torres, L. i sur. (2014). Reologija natrijumpoliakrilata kao emulgatora za kozmetičke emulzije. Industrial & Engineering Chemistry Research 2014, 53, 47, 18346-18351. Oporavak od pubs.acs.org.
7. Kemijska knjiga. (2016). Natrijev poliakrilat. Oporavak od chemicalbook.com.
8. SCCO. (2019). Superabsorbent polimer (SAP). Oporavilo sa sapgel.com.