Полиакрил кислотасы сууну сиңирүү жөндөмдүүлүгү жогору уникалдуу полимер. Бул кошулма биологиялык инерттүү, ошондуктан гигиеналык жана косметикалык буюмдарды өндүрүүдө, ошондой эле медицинада көмөкчү материал катары кеңири колдонулат. Жакшыртылган физикалык жана механикалык касиеттерге ээ полиакрилаттар (кислота туздары) мындан да кеңири масштабга ээ.
Сыпаттама
Полиакрил кислотасы – макромолекулярдык зат, анын мономердик бирдиги CH2=CH−COOH кошулмасы (акрил же пропеной, этиленкарбон кислотасы). Бул полимердин уулуулугу жок, сууда жакшы эрийт жана щелочко туруктуулугу жок.
Полиакрил кислотасынын химиялык формуласы (C2H3COOH) . Кошулманын структуралык формуласы төмөнкү сүрөттө көрсөтүлгөн.
Полиакрил кислотасы типтүү алсыз поликислота болуп саналат. Анын макромолекулаларында жөндөмү бар функционалдык топтор барэлектролиттик диссоциацияга. Ал тунук сары суюктук же ак гранулдуу порошок сыяктуу көрүнөт.
Касиеттер
Полиакрил кислотасынын негизги физикалык жана химиялык касиеттери:
- Бул полимер кристаллдашуу фазасын айланып өтүп, катуу абалга келген температура (айнекче абал) - 106 °C.
- Ысытканда ангидриддер пайда болот, ал эми температура 250°С ашса, анда карбоксил тобунан көмүр кычкыл газын чыгаруу реакциясы - СООН башталат, ошондой эле макромолекулалардын кайчылаш байланышы пайда болуп, пайда болот. мейкиндик структурасындагы полимерлердин жана полимеризациянын даражасынын жогорулашы.
- Бул полимердин туздары термикалык туруктуулукка ээ. Бул касиет күчтүү полиакрил кислотасы кыйыштырылган жипчелерди өндүрүү үчүн колдонулат.
- Шелочтор менен аракеттенгенде (C2H3COOH) туздарды пайда кылат, спирттер менен реакция - эфирлер.
- Эриткичтерде полимеризациялангандан кийин полимер катуу жана морт болуп калат жана бул сапаттарды 240 °C температурада да сактайт.
- Төмөн молекулярдык спирттер бул кислота менен реакцияга киргенде, ар кандай мейкиндик түзүлүштөгү эфирлер алынат.
- Полимердин касиетинин кескин өзгөрүшү функционалдык топтордун конверсиясынын өтө төмөн даражасында болот (массасы 50 кДа болгон молекулаларды кайчылаш байланыштыруу үчүн 0,1% гана этиленгликол керек).
Полиакрил кислотасынын суудагы эритмесинин касиеттеринин бири – булберилген полимердин молекулярдык салмагынын көбөйүшү эритменин илешкектүүлүгүн да жогорулатат, бул макромолекулалардын өсүшү жана алардын сууга тийгизген таасири менен байланышкан. Ошол эле учурда эритменин илешкектүүлүгү колдонулган жылышуу стрессинен көз каранды эмес жана башка полиэлектролиттик полимерлерден айырмаланып, өлчөө диапазонунда туруктуу чоңдук болуп саналат. Эритменин кычкылдуулугу өзгөргөндө, полиакрил кислотасынын жипчелери химиялык энергиянын механикалык энергияга айланышынын натыйжасында жыйрылууга же узартууга дуушар болот.
Эригичтиги
(C2H3COOH) төмөнкү заттарда жакшы эрийт:
- суу;
- диэтилен диоксиди;
- метил жана этил спирти;
- Формик кислотасы амид;
- диметилформамид.
Полиакрил кислотасынын суудагы эритмеси полиэлектролиттик эффектке ээ (электролиттик диссоциацияланууга жөндөмдүү), ал нейтралдаштыруу даражасынын жогорулашы менен сызыктуу түрдө жогорулайт.
Зат төмөнкүдөй кошулмаларда эрибейт:
- акрил кислотасы мономери;
- ацетон;
- этоксиэтан;
- углеводороддор.
Катиондук эритмелер жана беттик активдүү заттар менен зат эрибеген туздарды пайда кылышы мүмкүн.
Алуу
Полиакрил кислотасынын синтези мономерди полимерлөө жолу менен ишке ашырылат. Реакция суулуу чөйрөдө, кайчылаш байланыш агенти кошулган же органикалык эриткичтерде жүрөт. Аралаштыруу адатта калак реакторунда жана жабдуулардын бетинде жүргүзүлөтсуюк муздаткыч менен 70 °C чейин муздатылган. Акыркы продукт гель - нымдуулукту активдүү соруп алган гидрофильдүү полимер.
Туруктуураак суу кислотасынын эритмесин суутектин перекиси менен жана молекулярдык салмакты көзөмөлдөө үчүн колдонулган натрий тиогликолаты менен аз өлчөмдөгү пара-дигидроксибензолду кошуу менен алууга болот. Реакциянын акыркы продуктусу стоматологияда колдонулат.
Полиакрил кислотасын колдонуу
Бул полимер балдардын жана чоңдордун жалаяк толтургучтарында, санитардык салфеткаларда, бир жолу колдонулуучу жалаяктарда жана башка ушул сыяктуу буюмдарда суперсорбент (суюктукту кармоо жана кармап туруу үчүн) катары кеңири колдонулат.
Полиакрил кислотасы колдонулган башка аймактар:
- айыл чарбасы топуракты жакшыртуучу материал;
- өнөр жайы - коллоиддик эритмелердин стабилизаторлору жана флокулянттары;
- булгаары жана текстиль өндүрүшү - булгаары иштетүүдө жана була өндүрүүдө электрлешүүнү азайтуучу заттар;
- электроника - литий-иондук батарейкалардагы туташтыруучу компонент;
- өнөр жай - муздатуу жана кондициялоо системаларында кендин ингибитору жана бир тектүүлүк компоненти катары (электр станциялары, болот жана мунай иштетүүчү заводдор, жер семирткичтер).
Бул зат ошондой эле түстүү жана жабыштыруу жөндөмүн жакшыртуучу пленкаларды өндүрүүдө кошумча катары колдонулатбашка материалдар менен.
Медицина
Кислота жана анын туздары медицинада төмөнкү максаттарда колдонулат:
- активдүү заттарды алып жүрүүчү;
- гемостатикалык майлардын компоненти, жарааттын айыгышын тездетүү үчүн күйүк жана сезгенүү үчүн колдонулган токулган жана токулган эмес материалдар;
- стоматологиядагы пломбалык материалдардагы байлагыч.
Бул материалдын артыкчылыгы биологиялык жактан инерттүү жана биоактивдүү кошулмалар (ферменттер, антибиотиктер, өсүү факторлору ж.б.) менен бирге колдонулушу мүмкүн.
Полиакрилаттар
Полиакрил кислотасынын туздары бул бирикменин эфирлеринин полимерлери. Сырткы көрүнүшү боюнча алар парафиндерге окшош. Алар төмөнкү касиеттери менен мүнөздөлөт:
- суюлтулган щелочтарга жана кислоталарга, жарыкка жана кычкылтекке каршылык;
- щелоч эритмелери менен ажыроо 80–100 °C температурада, полиакрил кислотасынын пайда болушу менен байкалат;
- 150 °Cден жогору ысытылганда алар термикалык бузулууга дуушар болушат, полиакрилат молекулалары кайчылаш байланыш, мономер (болжол менен 1%) жана учуучу продуктулар бөлүнүп чыгат;
- полиакрилаттар мономерлерде, эфирлерде, углеводороддордо жана ацетондо жакшы эрийт.
Полиакрил кислотасынын туздары эмульсия же суспензия полимерлөө жолу менен, ал эми кичинекей өндүрүштө блоктук полимерлөө жолу менен алынат.
Полиакрилаттарды колдонуу
Бул кошулмалар төмөнкү материалдарды өндүрүүдө колдонулат:
- органикалык айнек;
- ар кандай тасмалар;
- синтетикалык булалар;
- боёк материалдары (эмальдар, лактар, чайырлар);
- кездеме, кагаз, булгаары, жыгач үчүн чаптама жана импрегнациялоочу композициялар (эмульсиялар).
Полиакрилаттардын негизиндеги лактар жогорку көрсөткүчкө ээ:
- металлга жана тешиктүү беттерге жогорку адгезия;
- жакшы декоративдик сапаттар;
- суу, УК, аба ырайы, щелочко туруктуу;
- декоративдик касиеттерин узак мөөнөткө сактоо (жаркырагандык жана ийкемдүүлүк) - 10 жылга чейин.
Алар төмөнкүдөй буюмдарды боёо үчүн колдонулат:
- унаалар, учактар жана башка жабдуулар;
- сорттолгон металл;
- пластика;
- басма продукциялары;
- электрондук өнөр жай продукциясы;
- тамак-аш өнөр жайы (консерваларды чыгаруу).
Натрий полиакрилат
Натрий полиакрилаты сууда абдан эрийт жана 240 °C да өзүнүн түзүлүшүн өзгөртпөйт. Бул кошулма алардын илешкектүүлүгүн азайтуу үчүн жаңы же туздуу эритмелерди даярдоодо колдонулат. Натрий полиакрилаты карбонаттардан, сульфаттардан жана фосфаттардан микрокристаллдарды, микрокумдарды эмульсиялоого жөндөмдүү.
Зат төмөнкү тармактарда колдонулат:
- мунай өнөр жайы - бургулоо суюктугун даярдоо;
- химиялык өнөр жай - өндүрүшжуугучтар, жасалма кар, ошондой эле боёк жана лак үчүн коюулоочу катары;
- айыл чарбасы - жер семирткичтерди өндүрүү;
- кагаз жана целлюлоза өнөр жайы - салфеткаларды, даарат кагаздарын өндүрүү;
- санитардык буюмдарды өндүрүү.
Бул кошулма менен түзүлгөн бургулоо суюктуктары төмөнкү артыкчылыктарга ээ:
- төмөн тыгыздык;
- жакшылык;
- бургулоодо кислотанын жакшы эригичтиги талап кылынат;
- жогорку температурага чыдамдуу (240°Cге чейин);
- экологиялык коопсуздук.
Косметология
Косметика тармагында натрий полиакрилаты төмөнкүдөй буюмдарды өндүрүүдө коюулоочу катары колдонулат:
- чачка лак;
- душ гели;
- кремдер;
- шампунь;
- бет маскалары;
- ванна көбүгү.
Бул кошумчанын касиеттеринин уникалдуулугу натрий полиакрилатынын ар бир кичинекей бөлүкчөсү сууда шишип, териде баркыт жана жылмакай сезимди жаратаарында. Зат силикон сымал эластомердик түзүлүшкө ээ болгондуктан, ал жакшы текстуралоочу агент болуп саналат. Артыкчылыктары косметика анын кошулмасы менен алар жабышчаак эмес, бере алат матовый же атлас натыйжа. Кээ бир өндүрүүчүлөр түстүү косметикага натрий полиакрилатын кошушат.
