กรดโพลีอะคริลิกเป็นโพลีเมอร์ที่มีความสามารถในการดูดซับน้ำสูง สารประกอบนี้เฉื่อยทางชีวภาพ ดังนั้นจึงใช้กันอย่างแพร่หลายในการผลิตผลิตภัณฑ์เพื่อสุขอนามัยและเครื่องสำอาง ตลอดจนวัสดุเสริมในยา โพลิอะคริเลต (เกลือที่เป็นกรด) ซึ่งมีคุณสมบัติทางกายภาพและทางกลที่ดีขึ้น มีขอบเขตที่กว้างขึ้น
รายละเอียด
กรดโพลีอะคริลิกเป็นสารโมเลกุลขนาดใหญ่ ซึ่งมีหน่วยโมโนเมอร์เป็นสารประกอบ CH2=CH−COOH (กรดอะคริลิกหรือโพรพีโนอิก กรดเอเธนคาร์บอกซิลิก) โพลีเมอร์นี้ไม่เป็นพิษ มีความสามารถในการละลายน้ำได้ดี และมีความทนทานต่อด่างสูง
สูตรเคมีของกรดโพลิอะคริลิกคือ (C2H3COOH) สูตรโครงสร้างของสารประกอบแสดงไว้ในรูปด้านล่าง
กรดโพลีอะคริลิกเป็นกรดโพลิเอซิดที่อ่อนแอทั่วไป โมเลกุลขนาดใหญ่ของมันมีกลุ่มฟังก์ชันที่มีความสามารถจนถึงการแยกตัวด้วยไฟฟ้า ปรากฏเป็นของเหลวสีเหลืองอำพันใสหรือผงเม็ดสีขาว
คุณสมบัติ
คุณสมบัติทางกายภาพและทางเคมีหลักของกรดโพลีอะคริลิกคือ:
- อุณหภูมิที่พอลิเมอร์นี้กลายเป็นของแข็ง โดยผ่านขั้นตอนการตกผลึก (สถานะคล้ายแก้ว) - 106 °C
- เมื่อถูกความร้อนจะเกิดแอนไฮไดรด์และถ้าอุณหภูมิสูงกว่า 250 °C ปฏิกิริยาของการกำจัดคาร์บอนไดออกไซด์ออกจากกลุ่มคาร์บอกซิล - COOH เริ่มต้นขึ้นรวมถึงการเชื่อมขวางของโมเลกุลขนาดใหญ่ซึ่งนำไปสู่การก่อตัว ของโพลีเมอร์ที่มีโครงสร้างเชิงพื้นที่และการเพิ่มขึ้นของระดับของโพลีเมอไรเซชัน
- เกลือของโพลีเมอร์นี้มีความคงตัวทางความร้อนสูงกว่า คุณสมบัตินี้ใช้ในการผลิตเส้นใยโพลีอะคริลิกที่แข็งแรงกราฟต์
- เมื่อทำปฏิกิริยากับด่าง (C2H3COOH) สร้างเกลือใน ปฏิกิริยากับแอลกอฮอล์ - เอสเทอร์
- หลังจากโพลิเมอไรเซชันในตัวทำละลาย โพลีเมอร์จะแข็งและเปราะและยังคงคุณสมบัติเหล่านี้ไว้ได้แม้ที่อุณหภูมิ 240 °C
- เมื่อแอลกอฮอล์น้ำหนักโมเลกุลต่ำทำปฏิกิริยากับกรดนี้ จะได้เอสเทอร์ที่มีโครงสร้างเชิงพื้นที่ต่างกัน
- การเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็วในคุณสมบัติของโพลีเมอร์เกิดขึ้นที่ระดับการแปลงกลุ่มฟังก์ชันที่ต่ำมาก (ต้องใช้เอทิลีนไกลคอลเพียง 0.1% เท่านั้นในการเชื่อมโยงข้ามโมเลกุลที่มีมวล 50 kDa)
หนึ่งในคุณสมบัติของสารละลายกรดโพลิอะคริลิกที่เป็นน้ำคือเมื่อการเพิ่มน้ำหนักโมเลกุลของพอลิเมอร์ที่กำหนดยังช่วยเพิ่มความหนืดของสารละลาย ซึ่งสัมพันธ์กับการเติบโตของโมเลกุลขนาดใหญ่และผลกระทบต่อน้ำ ในเวลาเดียวกัน ความหนืดของสารละลายไม่ได้ขึ้นอยู่กับความเค้นเฉือนที่ใช้ และเป็นค่าคงที่ตลอดช่วงการวัดที่กว้าง ตรงกันข้ามกับพอลิอิเล็กโทรไลต์โพลีเมอร์อื่นๆ เมื่อความเป็นกรดของสารละลายเปลี่ยนไป เส้นใยกรดโพลีอะคริลิกจะหดตัวหรือยืดตัวอันเป็นผลมาจากการเปลี่ยนพลังงานเคมีเป็นพลังงานกล
ความสามารถในการละลาย
(C2H3COOH) ละลายได้ดีในสารต่อไปนี้:
- น้ำ;
- ไดเอทิลีนไดออกไซด์;
- เมทิลและเอทิลแอลกอฮอล์
- กรดฟอร์มิกเอไมด์;
- ไดเมทิลฟอร์มาไมด์
สารละลายกรดโพลีอะคริลิกที่เป็นน้ำมีผลโพลีอิเล็กโทรไลต์ (สามารถแยกตัวด้วยไฟฟ้าได้) ซึ่งจะเพิ่มขึ้นเป็นเส้นตรงเมื่อระดับการทำให้เป็นกลางเพิ่มขึ้น
สารไม่ละลายในสารประกอบเช่น:
- กรดอะคริลิกโมโนเมอร์;
- อะซิโตน;
- ethoxyethane;
- ไฮโดรคาร์บอน
ด้วยสารละลายประจุบวกและสารลดแรงตึงผิว สารสามารถสร้างเกลือที่ไม่ละลายน้ำได้
รับ
การสังเคราะห์กรดโพลีอะคริลิกดำเนินการโดยพอลิเมอไรเซชันของโมโนเมอร์ ปฏิกิริยาเกิดขึ้นในตัวกลางที่เป็นน้ำ โดยที่สารเชื่อมขวางถูกเติมหรือในตัวทำละลายอินทรีย์ การผสมมักจะดำเนินการในเครื่องปฏิกรณ์แบบพายและพื้นผิวของอุปกรณ์ทำให้เย็นลงถึง 70 °C ด้วยสารทำความเย็นเหลว ผลิตภัณฑ์สุดท้ายคือเจล - โพลีเมอร์ที่ชอบน้ำที่ดูดซับความชื้นอย่างแข็งขัน
สารละลายกรดในน้ำที่เสถียรมากขึ้นสามารถหาได้จากการกระทำของไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์และเติมพารา-ไดไฮดรอกซีเบนซีนจำนวนเล็กน้อยกับโซเดียมไธโอไกลโคเลตเพื่อควบคุมน้ำหนักโมเลกุล ผลิตภัณฑ์สุดท้ายของปฏิกิริยานี้ใช้ในทางทันตกรรม
การใช้กรดโพลีอะคริลิก
โพลีเมอร์นี้ใช้กันอย่างแพร่หลายมากที่สุดในฐานะตัวดูดซับที่ยอดเยี่ยม (เพื่อกักเก็บและกักเก็บของเหลว) ในสารเติมเต็มผ้าอ้อมเด็กและผู้ใหญ่ ผ้าอนามัย ผ้าอ้อมแบบใช้แล้วทิ้ง และผลิตภัณฑ์อื่นๆ ที่คล้ายคลึงกัน
บริเวณอื่นๆ ที่ใช้กรดโพลิอะคริลิก:
- เกษตรคือวัตถุดิบในการปรับปรุงดิน
- อุตสาหกรรม - สารทำให้คงตัวและตกตะกอนของสารละลายคอลลอยด์
- การผลิตฟอกหนังและสิ่งทอ - สารลดการใช้พลังงานไฟฟ้าในการผลิตเครื่องหนังและเส้นใย
- อิเล็กทรอนิกส์ - ส่วนประกอบเชื่อมต่อในแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน
- อุตสาหกรรม - ในระบบทำความเย็นและปรับอากาศเป็นตัวยับยั้งการสะสมตัวและส่วนประกอบที่เป็นเนื้อเดียวกัน (โรงไฟฟ้า โรงกลั่นเหล็กและน้ำมัน ปุ๋ย)
สารนี้ยังใช้เป็นสารเติมแต่งในการผลิตฟิล์มที่ช่วยเพิ่มความสามารถในการทำสีและเกาะติดพร้อมวัสดุอื่นๆ
ยา
กรดและเกลือที่ใช้ในยาเพื่อวัตถุประสงค์ดังต่อไปนี้:
- พาหะของสารออกฤทธิ์;
- ส่วนผสมของขี้ผึ้งห้ามเลือด ผ้าทอและวัสดุไม่ทอที่ใช้สำหรับแผลไฟไหม้และการอักเสบเพื่อเร่งการสมานแผล
- สารยึดเกาะวัสดุอุดฟันในทางทันตกรรม
ข้อดีของวัสดุนี้คือเฉื่อยทางชีวภาพและสามารถใช้ร่วมกับสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพ (เอนไซม์ ยาปฏิชีวนะ ปัจจัยการเจริญเติบโต ฯลฯ)
โพลีอะคริเลต
เกลือของกรดโพลิอะคริลิกคือพอลิเมอร์ของเอสเทอร์ของสารประกอบนี้ มีลักษณะเหมือนพาราฟิน มีคุณสมบัติดังต่อไปนี้:
- ต้านทานต่อด่างและกรดเจือจาง แสงและออกซิเจน
- สลายตัวด้วยสารละลายอัลคาไลที่อุณหภูมิ 80–100 °C โดยเกิดกรดโพลิอะคริลิก
- เมื่อถูกความร้อนสูงกว่า 150 °C พวกมันจะถูกทำลายด้วยความร้อน ครอสลิงค์โมเลกุลโพลีอะคริเลต โมโนเมอร์ (ประมาณ 1%) และผลิตภัณฑ์ระเหยจะถูกปล่อยออกมา
- โพลีอะคริเลตละลายได้ดีในโมโนเมอร์ อีเทอร์ ไฮโดรคาร์บอน และอะซิโตน
เกลือของกรดโพลิอะคริลิกผลิตโดยอิมัลชันหรือสารแขวนลอยโพลิเมอไรเซชัน ในการผลิตขนาดเล็กโดยบล็อกโพลิเมอไรเซชัน
การใช้โพลีอะคริเลต
สารประกอบเหล่านี้ใช้ในการผลิตวัสดุดังต่อไปนี้:
- แก้วออร์แกนิค;
- หนังต่างๆ;
- ใยสังเคราะห์;
- วัสดุสำหรับทาสี (อีนาเมล วาร์นิช เรซิน);
- กาวและการทำให้ชุ่ม (อิมัลชัน) สำหรับผ้า กระดาษ หนัง ไม้
เคลือบเงาจากโพลีอะคริเลตมีประสิทธิภาพสูง:
- การยึดเกาะสูงกับโลหะและพื้นผิวที่มีรูพรุน
- คุณภาพการตกแต่งที่ดี;
- น้ำ ยูวี สภาพอากาศ ทนด่าง;
- คงคุณสมบัติการตกแต่งไว้ได้นาน (ความเงางามและความยืดหยุ่น) - นานถึง 10 ปี
ใช้สำหรับย้อมผลิตภัณฑ์เช่น:
- รถยนต์ เครื่องบิน และอุปกรณ์อื่น ๆ;
- แยกโลหะ;
- พลาสติก;
- งานพิมพ์;
- ผลิตภัณฑ์อุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์
- อุตสาหกรรมอาหาร (การผลิตกระป๋อง).
โซเดียมโพลีอะคริเลต
โซเดียมโพลีอะคริเลตละลายได้ดีในน้ำและไม่เปลี่ยนโครงสร้างแม้ที่อุณหภูมิ 240 °C สารประกอบนี้ใช้ในการเตรียมสารละลายสดหรือเกลือเพื่อลดความหนืด โซเดียมโพลีอะคริเลตสามารถทำให้ไมโครคริสตัล ไมโครแซนด์จากคาร์บอเนต ซัลเฟต และฟอสเฟตเป็นอิมัลชันได้
สารใช้ในอุตสาหกรรมต่อไปนี้:
- อุตสาหกรรมน้ำมัน - การเตรียมน้ำมันเจาะ
- อุตสาหกรรมเคมี - การผลิตผงซักฟอก หิมะเทียม และสารเพิ่มความข้นสำหรับสีและวาร์นิช
- เกษตรกรรม - การผลิตปุ๋ย;
- อุตสาหกรรมกระดาษและเยื่อกระดาษ - การผลิตผ้าเช็ดปาก กระดาษชำระ;
- ผลิตสุขภัณฑ์
น้ำมันดอกสว่านที่ผสมสารประกอบนี้มีประโยชน์ดังต่อไปนี้:
- ความหนาแน่นต่ำ;
- ความวิจิตร;
- สามารถละลายกรดได้ดีเมื่อเจาะ
- ทนอุณหภูมิสูง (สูงถึง 2400°C);
- ความปลอดภัยต่อสิ่งแวดล้อม
เครื่องสำอาง
ในอุตสาหกรรมเครื่องสำอาง โซเดียมโพลีอะคริเลตถูกใช้เป็นสารเพิ่มความข้นในการผลิตผลิตภัณฑ์ เช่น:
- สเปรย์ฉีดผม;
- เจลอาบน้ำ;
- ครีม;
- แชมพู;
- มาสก์;
- โฟมอาบน้ำ
คุณสมบัติพิเศษของอาหารเสริมตัวนี้อยู่ที่อนุภาคที่เล็กที่สุดของโซเดียมโพลีอะคริเลตแต่ละอนุภาคจะพองตัวในน้ำ และสร้างความรู้สึกนุ่มนวลและเรียบเนียนบนผิว เนื่องจากสารมีโครงสร้างยางคล้ายซิลิโคน จึงเป็นสารให้เนื้อสัมผัสที่ดี ข้อดีของเครื่องสำอางที่เติมเข้าไปคือไม่เหนียวเหนอะหนะสามารถให้ผลลัพธ์แบบด้านหรือแบบซาติน ผู้ผลิตบางรายเพิ่มโซเดียมโพลิอะคริเลตลงในเครื่องสำอางสี
