Poliakrilik asit, yüksek su emme kapasitesine sahip benzersiz bir polimerdir. Bu bileşik biyolojik olarak inerttir, bu nedenle hijyen ve kozmetik ürünlerin imalatında ve ayrıca tıpta yardımcı bir malzemede yaygın olarak kullanılmaktadır. Gelişmiş fiziksel ve mekanik özelliklere sahip poliakrilatlar (asit tuzları) daha da geniş bir kapsama alanına sahiptir.
Açıklama
Poliakrilik asit, monomerik birimi CH2=CH−COOH (akrilik veya propenoik, etenkarboksilik asit) bileşiği olan makromoleküler bir maddedir. Bu polimerin toksisitesi, iyi suda çözünürlüğü ve yüksek alkali direnci yoktur.
Poliakrilik asidin kimyasal formülü (C2H3COOH) . Bileşiğin yapısal formülü aşağıdaki şekilde gösterilmiştir.
Poliakrilik asit tipik bir zayıf poliasittir. Makromolekülleri, yeteneği olan fonksiyonel gruplara sahiptir.elektrolitik ayrışmaya. Berrak kehribar rengi bir sıvı veya beyaz granüler bir toz olarak görünür.
Özellikler
Poliakrilik asidin temel fiziksel ve kimyasal özellikleri şunlardır:
- Bu polimerin kristalleşme aşamasını atlayarak katı hale geldiği sıcaklık (camsı hal) - 106 °C.
- Isıtıldığında, anhidritler oluşur ve sıcaklık 250 °C'yi aşarsa, o zaman karboksil grubundan karbondioksit eliminasyonunun reaksiyonu başlar - COOH ve ayrıca oluşumuna yol açan makromoleküllerin çapraz bağlanması başlar. uzaysal bir yapıya sahip polimerlerin sayısı ve polimerizasyon derecesinde bir artış.
- Bu polimerin tuzları daha yüksek termal stabiliteye sahiptir. Bu özellik, güçlü poliakrilik asit aşılı lifler üretmek için kullanılır.
- Alkalilerle etkileşime girdiğinde (C2H3COOH) alkollerle reaksiyon - esterler.
- Çözücülerde polimerizasyondan sonra, polimer sert ve kırılgan hale gelir ve 240 °C sıcaklıkta bile bu niteliklerini korur.
- Düşük moleküler ağırlıklı alkoller bu asitle reaksiyona girdiğinde, farklı uzaysal yapılara sahip esterler elde edilir.
- Polimerin özelliklerinde keskin bir değişiklik, fonksiyonel grupların çok düşük bir dönüşüm derecesinde meydana gelir (kütlesi 50 kDa olan molekülleri çapraz bağlamak için sadece %0.1 etilen glikol gereklidir).
Sulu bir poliakrilik asit çözeltisinin özelliklerinden biri,belirli bir polimerin moleküler ağırlığındaki bir artış, aynı zamanda, makromoleküllerin büyümesi ve su üzerindeki etkileri ile bağlantılı olan çözeltinin viskozitesini de arttırır. Aynı zamanda, çözeltinin viskozitesi, uygulanan kesme gerilimine bağlı değildir ve diğer polielektrolit polimerlerin aksine, geniş bir ölçüm aralığında sabit bir değerdir. Çözeltinin asitliği değiştiğinde, poliakrilik asit lifleri, kimyasal enerjinin mekanik enerjiye dönüşmesinin bir sonucu olarak büzülme veya uzama geçirir.
Çözünürlük
(C2H3COOH) aşağıdaki maddelerde iyi çözünür:
- su;
- dietilen dioksit;
- metil ve etil alkol;
- Formik asit amid;
- dimetilformamid.
Sulu poliakrilik asit çözeltisi, nötralizasyon derecesinin artmasıyla lineer olarak artan bir polielektrolit etkisine (elektrolitik ayrışma yeteneğine sahiptir) sahiptir.
Madde aşağıdaki gibi bileşiklerde çözünmez:
- akrilik asit monomeri;
- aseton;
- etoksietan;
- hidrokarbonlar.
Kayonik çözeltiler ve yüzey aktif maddelerle, madde çözünmeyen tuzlar oluşturabilir.
Al
Poliakrilik asit sentezi, monomerin polimerizasyonu ile gerçekleştirilir. Reaksiyon, bir çapraz bağlama maddesinin eklendiği sulu bir ortamda veya organik çözücüler içinde gerçekleşir. Karıştırma genellikle bir kanatlı reaktörde ve ekipmanın yüzeyinde gerçekleştirilir.sıvı soğutucu ile 70 °C'ye soğutulur. Nihai ürün bir jeldir - aktif olarak nemi emen hidrofilik bir polimerdir.
Hidrojen peroksitin etkisi ve moleküler ağırlığı kontrol etmek için kullanılan az miktarda para-dihidroksibenzenin sodyum tiyoglikolat ile eklenmesiyle daha kararlı bir sulu asit çözeltisi elde edilebilir. Reaksiyonun son ürünü diş hekimliğinde kullanılır.
Poliakrilik asit uygulaması
Bu polimer en yaygın olarak bebek ve yetişkin bezi dolgu maddelerinde, hijyenik pedlerde, tek kullanımlık çocuk bezlerinde ve diğer benzer ürünlerde bir süper emici (sıvıyı yakalamak ve tutmak için) olarak kullanılır.
Poliakrilik asidin kullanıldığı diğer alanlar:
- tarım toprak ıslahı için bir malzemedir;
- endüstri - kolloidal çözeltilerin stabilizatörleri ve topaklaştırıcıları;
- tabaklama ve tekstil üretimi - deri işleme ve elyaf üretiminde elektrifikasyonu az altan maddeler;
- elektronik - lityum iyon pillerdeki bağlantı bileşeni;
- endüstriyel - tortu önleyici ve homojenlik bileşeni olarak soğutma ve iklimlendirme sistemlerinde (enerji santralleri, çelik ve petrol rafinerileri, gübreler).
Bu madde aynı zamanda renklenme ve yapışma özelliklerini geliştiren filmlerin üretiminde katkı maddesi olarak da kullanılır.diğer malzemelerle.
Tıp
Asit ve tuzları tıpta şu amaçlarla kullanılmaktadır:
- etkin maddelerin taşıyıcısı;
- hemostatik merhemlerin bir bileşeni, yanıklar ve iltihaplanma için yara iyileşmesini hızlandırmak için kullanılan dokuma ve dokuma olmayan malzemeler;
- diş hekimliğinde dolgu malzemelerinde bağlayıcı.
Bu malzemenin avantajı biyolojik olarak inert olması ve biyoaktif bileşiklerle (enzimler, antibiyotikler, büyüme faktörleri vb.) birlikte kullanılabilmesidir.
Poliakrilatlar
Poliakrilik asit tuzları, bu bileşiğin esterlerinin polimerleridir. Görünüşte parafinlere benziyorlar. Aşağıdaki özelliklerle karakterize edilirler:
- seyreltilmiş alkalilere ve asitlere, ışığa ve oksijene karşı direnç;
- alkali çözeltilerle ayrışma, 80–100 °C sıcaklıkta poliakrilik asit oluşumuyla gözlenir;
- 150 °C'nin üzerinde ısıtıldıklarında termal yıkıma uğrarlar, poliakrilat molekülleri çapraz bağlanır, monomer (yaklaşık %1) ve uçucu ürünler açığa çıkar;
- poliakrilatlar monomerler, eterler, hidrokarbonlar ve asetonda yüksek oranda çözünür.
Poliakrilik asit tuzları, küçük ölçekli üretimde blok polimerizasyon ile emülsiyon veya süspansiyon polimerizasyonu ile üretilir.
Poliakrilat kullanımı
Bu bileşikler aşağıdaki malzemelerin üretiminde kullanılır:
- organik cam;
- çeşitli filmler;
- sentetik lifler;
- boyama malzemeleri (emayeler, vernikler, reçineler);
- kumaşlar, kağıt, deri, ahşap için yapıştırıcı ve emprenye edici bileşimler (emülsiyonlar).
Poliakrilat bazlı vernikler yüksek performansa sahiptir:
- metal ve gözenekli yüzeylere yüksek yapışma;
- iyi dekoratif nitelikler;
- su, UV, hava koşullarına, alkaliye dayanıklı;
- dekoratif özelliklerin (parlaklık ve elastikiyet) uzun süreli korunması - 10 yıla kadar.
Şu gibi ürünleri boyamak için kullanılırlar:
- arabalar, uçaklar ve diğer ekipmanlar;
- sıralanmış metal;
- plastik;
- baskı ürünleri;
- elektronik sanayi ürünleri;
- gıda endüstrisi (kutu üretimi).
Sodyum poliakrilat
Sodyum poliakrilat suda çok çözünür ve 240 °C'de bile yapısını değiştirmez. Bu bileşik, viskozitelerini az altmak için taze veya tuzlu çözeltilerin hazırlanmasında kullanılır. Sodyum poliakrilat, mikro kristalleri, mikro kumları karbonatlardan, sülfatlardan ve fosfatlardan emülsiyon haline getirebilir.
Madde aşağıdaki sektörlerde kullanılmaktadır:
- petrol endüstrisi - sondaj sıvısı hazırlama;
- kimya endüstrisi - imalatdeterjanlar, suni kar ve ayrıca boya ve vernikler için koyulaştırıcı olarak;
- tarım - gübre üretimi;
- kağıt ve kağıt hamuru endüstrisi - peçete, tuvalet kağıdı imalatı;
- sıhhi tesisat imalatı.
Bu bileşikle formüle edilen sondaj sıvıları aşağıdaki avantajlara sahiptir:
- düşük yoğunluk;
- incelik;
- delinirken iyi asit çözünürlüğü gereklidir;
- yüksek sıcaklığa dayanıklı (240°C'ye kadar);
- çevre güvenliği.
Kozmetoloji
Kozmetik endüstrisinde, sodyum poliakrilat, aşağıdaki gibi ürünlerin imalatında koyulaştırıcı olarak kullanılır:
- saç spreyi;
- duş jelleri;
- kremler;
- şampuan;
- yüz maskeleri;
- banyo köpüğü.
Bu ekin özelliklerinin benzersizliği, en küçük sodyum poliakrilat parçacığının suda şişmesi ve ciltte kadifemsi ve pürüzsüzlük hissi yaratmasında yatmaktadır. Madde silikon benzeri elastomerik bir yapıya sahip olduğu için iyi bir tekstüre edici ajandır. Kozmetiklerin ilavesiyle avantajları, yapışkan hale gelmemeleri, mat veya saten sonuç verebilmeleridir. Bazı üreticiler renkli kozmetiklere sodyum poliakrilat ekler.
