Kwas poliakrylowy
|
|
| Nazwy | |
|---|---|
|
nazwa IUPAC
Poli(kwas akrylowy), poli(1-karboksyetylen)
|
|
| Inne nazwy PAA, PAAc, Acrysol, Acumer, Alcosperse, Aquatreat, Carbomer, Sokalan
|
|
| Identyfikatory | |
| ChEBI | |
| ChemSpider |
|
| Karta informacyjna ECHA | 100.115.375 |
| Numer WE |
|
| KEGG | |
| UNII |
|
|
Panel kontrolny CompTox ( EPA )
|
|
| Nieruchomości | |
| (C 3 H 4 O 2 ) rz | |
| Masa cząsteczkowa | zmienny |
| log P | 0,25700 |
| Zagrożenia | |
| Oznakowanie GHS : | |
|
|
| Ostrzeżenie | |
| H315 , H319 , H335 | |
| NFPA 704 (ognisty diament) | |
|
O ile nie zaznaczono inaczej, dane dotyczą materiałów w ich stanie normalnym (w temperaturze 25 °C [77 °F], 100 kPa).
|
|
Poli(kwas akrylowy) ( PAA ; nazwa handlowa Carbomer ) to polimer o wzorze (CH 2 -CHCO 2H ) n . Jest pochodną kwasu akrylowego (CH 2 = CHCO 2H ). Oprócz homopolimerów znane są różne kopolimery i polimery usieciowane oraz ich częściowo deprotonowane pochodne, które mają wartość handlową. W roztworze wodnym o neutralnym pH PAA jest polimerem anionowym , tj. wiele łańcuchów bocznych PAA traci protony i zyskuje ładunek ujemny. Częściowo lub całkowicie deprotonowane PAA to polielektrolity posiadające zdolność pochłaniania i zatrzymywania wody oraz pęcznienia do wielokrotnie większej objętości niż pierwotna. Te właściwości – kwasowo-zasadowe i przyciągające wodę – stanowią podstawę wielu zastosowań.
Synteza
PAA wytwarza się w procesie polimeryzacji wolnorodnikowej . Inicjatory obejmują nadsiarczan potasu i AIBN .
Kwas poliakrylowy jest poliolefiną . Można go postrzegać jako polietylen z podstawnikami kwasu karboksylowego (CO2H) na naprzemiennych atomach węgla . Dzięki tym grupom naprzemienne atomy węgla w szkielecie mają charakter stereogeniczny (potocznie: chiralny). Z tego powodu kwas akrylowy występuje w ataktycznej, syndiotaktycznej i izotaktycznej , chociaż ten aspekt jest rzadko omawiany. Polimeryzację rozpoczyna się rodnikami i zakłada się, że jest ona stereolosowa. Sieciowanie można wprowadzić na wiele sposobów.
Produkcja
W 2008 roku wyprodukowano około 1 600 000 000 kg.
Struktura i pochodne
Kwas poliakrylowy jest słabym anionowym polielektrolitem, którego stopień jonizacji zależy od pH roztworu. W swojej niezjonizowanej postaci przy niskim pH PAA może łączyć się z różnymi niejonowymi polimerami (takimi jak tlenek polietylenu, poli-N-winylopirolidon, poliakryloamid i niektóre etery celulozy) i tworzyć kompleksy interpolimerów z wiązaniami wodorowymi . W roztworach wodnych PAA może również tworzyć polikompleksy z przeciwnie naładowanymi polimerami, takimi jak chitozan, środki powierzchniowo czynne i cząsteczki leków (na przykład streptomycyna).
Właściwości fizyczne
Suche PAA sprzedawane są w postaci białego, puszystego proszku. W postaci suchego proszku dodatnio naładowane jony sodu są związane z poliakrylanem , jednak w roztworach wodnych jony sodu mogą dysocjować. Obecność wielu kationów metali pozwala polimerowi wchłonąć dużą ilość wody.
Aplikacje
Absorbent
PAA jest szeroko stosowany w środkach dyspergujących, a ponieważ masa cząsteczkowa ma znaczący wpływ na właściwości reologiczne i zdolność dyspergowania, a tym samym na zastosowania. Dominującym zastosowaniem PAA jest superabsorbent . Około 25% PAA wykorzystuje się do detergentów i dyspergatorów.
pieluszkach jednorazowych stosuje się kwas poliakrylowy i jego pochodne . Kwas akrylowy jest także głównym składnikiem superadsorbujących polimerów (SAP), usieciowanych poliakrylanów, które mogą absorbować i zatrzymywać w cieczy ponad 100-krotność własnej masy. Amerykańska Agencja ds. Żywności i Leków zezwoliła na stosowanie SAP w opakowaniach mających pośredni kontakt z żywnością.
Czyszczenie
Detergenty często zawierają kopolimery kwasu akrylowego, które pomagają w maskowaniu brudu. Usieciowany kwas poliakrylowy znalazł także zastosowanie w przetwórstwie artykułów gospodarstwa domowego, m.in. środków do czyszczenia podłóg. PAA może inaktywować antyseptyczny glukonian chlorheksydyny .
Materiały biokompatybilne
Zobojętnione żele kwasu poliakrylowego są odpowiednimi biokompatybilnymi matrycami do zastosowań medycznych, takimi jak żele do produktów do pielęgnacji skóry. Folie PAA można nakładać na implanty ortopedyczne w celu ochrony ich przed korozją. Jako klej medyczny stosowano także usieciowane hydrożele PAA i żelatyny.
Farby i kosmetyki
Inne zastosowania obejmują farby i kosmetyki . Stabilizują zawiesiny w cieczach, zapobiegają rozdzielaniu się emulsji i kontrolują konsystencję w przepływie kosmetyków. Kody karbomerów (910, 934, 940, 941 i 934P) wskazują masę cząsteczkową i specyficzne składniki polimeru. Do wielu zastosowań PAA stosuje się w postaci metali alkalicznych lub soli amonowych, np. poliakrylanu sodu .
Pojawiające się aplikacje
Hydrożele pochodzące z PAA były przedmiotem wielu badań pod kątem stosowania jako bandaże i środki wspomagające gojenie się ran.
Płyn wiertniczy i hartowanie metali
Powstało kilka doniesień na temat stosowania PAA jako deflokulanta (tzw. poliakrylanów alkalicznych ) w przemyśle wiertniczym.
Donoszono również, że jest on stosowany do hartowania metali podczas obróbki metali (patrz poliakrylan sodu ).
