Axit polyacrylic là một loại polyme độc đáo có khả năng hấp thụ nước cao. Hợp chất này trơ về mặt sinh học, vì vậy nó được sử dụng rộng rãi trong sản xuất các sản phẩm vệ sinh và mỹ phẩm, cũng như một nguyên liệu phụ trợ trong y học. Polyacrylate (muối axit), có tính chất vật lý và cơ học được cải thiện, có phạm vi rộng hơn.
Mô tả
Axit polyacrylic là chất đại phân tử, đơn chức của nó là hợp chất CH2=CH − COOH (axit acrylic hoặc propenoic, etilencacboxylic). Polyme này không có độc tính, khả năng hòa tan trong nước tốt và khả năng chống kiềm cao.
Công thức hóa học của axit polyacrylic là (C2H3COOH) . Công thức cấu tạo của hợp chất được thể hiện trong hình bên dưới.
Axit polyacrylic là một polyacid yếu điển hình. Các đại phân tử của nó có các nhóm chức năng có khả năngđể phân ly điện ly. Nó xuất hiện dưới dạng chất lỏng màu hổ phách trong suốt hoặc bột dạng hạt màu trắng.
Thuộc tính
Các tính chất vật lý và hóa học chính của axit polyacrylic là:
- Nhiệt độ mà polyme này trở nên rắn, bỏ qua giai đoạn kết tinh (trạng thái thủy tinh) - 106 ° C.
- Khi đun nóng, anhydrit được tạo thành, và nếu nhiệt độ vượt quá 250 ° C, thì phản ứng loại bỏ khí cacbonic khỏi nhóm cacboxyl - COOH bắt đầu, cũng như liên kết ngang của các đại phân tử, dẫn đến sự hình thành polyme có cấu trúc không gian và mức độ trùng hợp tăng lên.
- Muối của polyme này có độ bền nhiệt cao hơn. Tính chất này được sử dụng để sản xuất sợi ghép axit polyacrylic mạnh.
- Khi tương tác với kiềm (C2H3COOH) tạo thành muối, trong phản ứng với rượu - este.
- Sau khi trùng hợp trong dung môi, polyme trở nên cứng và giòn và vẫn giữ được những phẩm chất này ngay cả ở nhiệt độ 240 ° C.
- Khi các rượu có khối lượng phân tử thấp phản ứng với axit này, sẽ thu được các este có cấu trúc không gian khác nhau.
- Sự thay đổi rõ rệt về tính chất của polyme xảy ra ở mức độ chuyển đổi nhóm chức rất thấp (chỉ cần 0,1% etylen glycol để liên kết chéo các phân tử có khối lượng 50 kDa).
Một trong những đặc tính của dung dịch nước axit polyacrylic là khisự gia tăng trọng lượng phân tử của một polyme nhất định cũng làm tăng độ nhớt của dung dịch, điều này có liên quan đến sự phát triển của các đại phân tử và tác dụng của chúng với nước. Đồng thời, độ nhớt của dung dịch không phụ thuộc vào ứng suất cắt tác dụng và là một giá trị không đổi trên một dải đo rộng, trái ngược với các polyme polyelectrolyte khác. Khi nồng độ axit của dung dịch thay đổi, các sợi axit polyacrylic bị co lại hoặc kéo dài ra do chuyển hóa năng lượng hóa học thành cơ năng.
Tính tan
(C2H3COOH) tan tốt trong các chất sau:
- nước;
- diethylene dioxide;
- rượu metylic và etylic;
- Axit fomic;
- dimethylformamide.
Dung dịch nước của axit polyacrylic có hiệu ứng polyelectrolyte (có khả năng phân ly điện), tăng tuyến tính khi tăng mức độ trung hòa.
Chất không tan trong các hợp chất như:
- monome axit acrylic;
- axeton;
- ethoxyethane;
- hydrocacbon.
Với dung dịch cation và chất hoạt động bề mặt, chất này có thể tạo thành muối không tan.
Nhận
Tổng hợp axit polyacrylic được thực hiện bằng phản ứng trùng hợp của monome. Phản ứng xảy ra trong môi trường nước, nơi chất liên kết ngang được thêm vào hoặc trong dung môi hữu cơ. Quá trình trộn thường được thực hiện trong lò phản ứng cánh khuấy và bề mặt của thiết bịlàm lạnh đến 70 ° C bằng chất làm lạnh lỏng. Sản phẩm cuối cùng là gel - một loại polymer ưa nước, tích cực hút ẩm.
Có thể thu được dung dịch axit nước ổn định hơn nhờ tác dụng của hydro peroxit và thêm một lượng nhỏ para-dihydroxybenzen với natri thioglycolat, được sử dụng để kiểm soát trọng lượng phân tử. Sản phẩm cuối cùng của phản ứng được sử dụng trong nha khoa.
Ứng dụng của axit polyacrylic
Polyme này được sử dụng rộng rãi nhất làm chất siêu hấp thụ (để giữ và giữ chất lỏng) trong chất độn tã trẻ em và người lớn, băng vệ sinh, tã dùng một lần và các sản phẩm tương tự khác.
Các lĩnh vực khác mà axit polyacrylic được sử dụng là:
- nông nghiệp là nguyên liệu để cải tạo đất;
- ngành - chất ổn định và chất kết tụ của dung dịch keo;
- sản xuất thuộc da và dệt may - các chất để giảm sự nhiễm điện trong sản xuất vải da và sản xuất sợi;
- điện tử - thành phần kết nối trong pin lithium-ion;
- công nghiệp - trong hệ thống làm mát và điều hòa không khí như một chất ức chế đóng cặn và thành phần đồng nhất (nhà máy điện, nhà máy lọc dầu và thép, phân bón).
Chất này cũng được sử dụng như một chất phụ gia trong sản xuất phim để cải thiện khả năng lên màu và bám dính của chúngvới các vật liệu khác.
Thuốc
Axit và muối của nó được sử dụng trong y tế cho các mục đích sau:
- chất mang hoạt chất;
- một thành phần của thuốc mỡ cầm máu, vật liệu dệt và không dệt được sử dụng cho vết bỏng và viêm để đẩy nhanh quá trình chữa lành vết thương;
- chất kết dính trong vật liệu trám răng.
Ưu điểm của vật liệu này là nó trơ về mặt sinh học và có thể được sử dụng cùng với các hợp chất hoạt tính sinh học (enzym, kháng sinh, yếu tố tăng trưởng, v.v.).
Polyacrylates
Muối của axit polyacrylic là các polyme của este của hợp chất này. Về ngoại hình, chúng giống với parafin. Chúng được đặc trưng bởi các thuộc tính sau:
- khả năng chống kiềm và axit loãng, ánh sáng và oxy;
- phân hủy bằng dung dịch kiềm được quan sát ở nhiệt độ 80–100 ° C, với sự hình thành axit polyacrylic;
- khi được làm nóng trên 150 ° C, chúng trải qua quá trình phá hủy nhiệt, các phân tử polyacrylate liên kết chéo, monome (khoảng 1%) và các sản phẩm dễ bay hơi được giải phóng;
- polyacrylat có khả năng hòa tan cao trong monome, ete, hydrocacbon và axeton.
Muối của axit polyacrylic được sản xuất bằng phản ứng trùng hợp nhũ tương hoặc huyền phù, trong sản xuất quy mô nhỏ bằng phản ứng trùng hợp khối.
Sử dụng polyacrylates
Những hợp chất này được sử dụng trong sản xuất các vật liệu sau:
- thủy tinh hữu cơ;
- phim khác nhau;
- sợi tổng hợp;
- vật liệu sơn (men, vecni, nhựa);
- thành phần kết dính và ngâm tẩm (nhũ tương) cho vải, giấy, da, gỗ.
Vecni dựa trên polyacrylate có hiệu suất cao:
- bám dính cao với kim loại và bề mặt xốp;
- chất lượng trang trí tốt;
- chốngnước, tia UV, thời tiết, kiềm dầu;
- bảo quản lâu dài các đặc tính trang trí (độ bóng và độ đàn hồi) - lên đến 10 năm.
Chúng được sử dụng để nhuộm các sản phẩm như:
- ô tô, máy bay và các thiết bị khác;
- kim loại đã phân loại;
- nhựa;
- sản phẩm in ấn;
- sản phẩm công nghiệp điện tử;
- công nghiệp thực phẩm (sản xuất đồ hộp).
Natri polyacrylate
Natri polyacrylate rất dễ hòa tan trong nước và không thay đổi cấu trúc ngay cả ở 240 ° C. Hợp chất này được sử dụng trong việc chuẩn bị các dung dịch mới hoặc muối để giảm độ nhớt của chúng. Natri polyacrylate có thể nhũ hóa các vi tinh thể, micro và từ cacbonat, sulfat và phốt phát.
Chất được sử dụng trong các ngành công nghiệp sau:
- công nghiệp dầu mỏ - điều chế dung dịch khoan;
- công nghiệp hóa chất - sản xuấtchất tẩy rửa, tuyết nhân tạo và cũng như chất làm đặc cho sơn và vecni;
- nông nghiệp - sản xuất phân bón;
- ngành công nghiệp giấy và bột giấy - sản xuất khăn ăn, giấy vệ sinh;
- sản xuất thiết bị vệ sinh.
Dung dịch khoan được pha chế bằng hợp chất này có những lợi ích sau:
- mật độ thấp;
- tinh;
- cần có khả năng hòa tan axit tốt khi khoan vào;
- chịu nhiệt độ cao (lên đến 240 ° C);
- an toàn với môi trường.
Thẩm mỹ
Trong ngành công nghiệp mỹ phẩm, natri polyacrylate được sử dụng làm chất làm đặc trong sản xuất các sản phẩm như:
- keo xịt tóc;
- sữa tắm;
- kem;
- dầu gội;
- mặt nạ;
- bọt tắm.
Tính độc đáo của các đặc tính của sản phẩm bổ sung này nằm ở chỗ từng hạt natri polyacrylate nhỏ nhất nở ra trong nước và tạo ra cảm giác mượt mà và mềm mại trên da. Vì chất này có cấu trúc đàn hồi giống silicone nên nó là một chất tạo kết cấu tốt. Ưu điểm của mỹ phẩm với sự bổ sung của nó là chúng không trở nên dính, chúng có thể cho kết quả mờ hoặc satin. Một số nhà sản xuất thêm natri polyacrylate vào mỹ phẩm tạo màu.
