Полиакрил қышқылы – суды сіңіру қабілеті жоғары бірегей полимер. Бұл қосылыс биологиялық инертті, сондықтан ол гигиеналық және косметикалық өнімдерді өндіруде кеңінен қолданылады, сонымен қатар медицинада көмекші материал. Физикалық және механикалық қасиеттері жақсартылған полиакрилаттар (қышқыл тұздары) бұдан да кең ауқымға ие.
Сипаттамасы
Полиакрил қышқылы - мономерлік бірлігі CH2=CH−COOH (акрил немесе пропеной, этиленкарбон қышқылы) қосылысы болып табылатын макромолекулалық зат. Бұл полимердің уыттылығы жоқ, суда жақсы ерігіштігі және сілтіге төзімділігі жоғары.
Полиакрил қышқылының химиялық формуласы (C2H3COOH) . Қосылыстың құрылымдық формуласы төмендегі суретте көрсетілген.
Полиакрил қышқылы әдеттегі әлсіз полиқышқыл болып табылады. Оның макромолекулаларында қабілеті бар функционалды топтар барэлектролиттік диссоциацияға. Ол мөлдір сары сұйықтық немесе ақ түйіршіктелген ұнтақ түрінде көрінеді.
Сипаттар
Полиакрил қышқылының негізгі физикалық және химиялық қасиеттері:
- Кристалдану фазасын айналып өтіп, бұл полимер қатты күйге түсетін температура (әйнек күй) - 106 °C.
- Қызған кезде ангидридтер түзіледі, ал егер температура 250 °С-тан жоғары болса, онда карбоксил тобынан көмірқышқыл газын жою реакциясы - СООН басталады, сонымен қатар түзілуіне әкелетін макромолекулалардың өзара байланысы басталады. кеңістіктік құрылымды полимерлердің және полимерлену дәрежесінің жоғарылауы.
- Бұл полимердің тұздары жоғары термиялық тұрақтылыққа ие. Бұл қасиет күшті полиакрил қышқылымен егілген талшықтарды алу үшін пайдаланылады.
- Сілтілермен әрекеттескенде (C2H3COOH) тұздар түзеді, спирттермен - күрделі эфирлермен реакция.
- Еріткіштерде полимерлеуден кейін полимер қатты және сынғыш болады және бұл қасиеттерді 240 °C температурада да сақтайды.
- Төмен молекулалық салмақты спирттер осы қышқылмен әрекеттескенде, әртүрлі кеңістіктік құрылымдардың күрделі эфирлері алынады.
- Полимер қасиеттерінің күрт өзгеруі функционалдық топтардың конверсиясының өте төмен дәрежесінде болады (массасы 50 кДа болатын молекулаларды өзара байланыстыру үшін тек 0,1% этиленгликоль қажет).
Полиакрил қышқылының сулы ерітіндісінің бір қасиеті мынада:берілген полимердің молекулалық салмағының жоғарылауы ерітіндінің тұтқырлығын да арттырады, бұл макромолекулалардың өсуімен және олардың суға әсерімен байланысты. Бұл ретте ерітіндінің тұтқырлығы келтірілген ығысу кернеуіне тәуелді емес және басқа полиэлектролиттік полимерлерден айырмашылығы кең өлшем диапазонында тұрақты шама болып табылады. Ерітіндінің қышқылдығы өзгерген кезде полиакрил қышқылының талшықтары химиялық энергияның механикалық энергияға айналуы нәтижесінде жиырылады немесе ұзарады.
Ерігіштік
(C2H3COOH) келесі заттарда жақсы ериді:
- су;
- диэтилен диоксиді;
- метил және этил спирті;
- Құмырсқа қышқылы амиді;
- диметилформамид.
Полиакрил қышқылының сулы ерітіндісі полиэлектролиттік әсерге ие (электролиттік диссоциациялануға қабілетті), ол бейтараптандыру дәрежесінің жоғарылауымен сызықты түрде артады.
Зат келесідей қосылыстарда ерімейді:
- акрил қышқылы мономері;
- ацетон;
- этоксиэтан;
- көмірсутектер.
Катионды ерітінділермен және беттік белсенді заттармен зат ерімейтін тұздар түзе алады.
Алу
Полиакрил қышқылының синтезі мономерді полимерлеу арқылы жүзеге асады. Реакция су ортада жүреді, онда кросс-байланыстырушы агент қосылады немесе органикалық еріткіштерде. Араластыру әдетте қалақшалы реакторда және жабдықтың бетінде жүргізіледісұйық хладагентпен 70 °C дейін салқындатылады. Соңғы өнім гель болып табылады - ылғалды белсенді түрде сіңіретін гидрофильді полимер.
Неғұрлым тұрақты сулы қышқыл ерітіндісін сутегі асқын тотығының әрекеті және молекулалық салмақты бақылау үшін қолданылатын натрий тиогликолаты бар пара-дигидроксибензолдың аз мөлшерін қосу арқылы алуға болады. Реакцияның соңғы өнімі стоматологияда қолданылады.
Полиакрил қышқылын қолдану
Бұл полимер балалар мен ересектерге арналған жаялық толтырғыштарда, санитарлық майлықтарда, бір рет қолданылатын жаялықтарда және басқа да ұқсас өнімдерде суперсіңіргіш (сұйықтықты ұстау және ұстау үшін) ретінде кеңінен қолданылады.
Полиакрил қышқылы қолданылатын басқа аймақтар:
- ауыл шаруашылығы топырақты жақсартуға арналған материал;
- өнеркәсіп – коллоидтық ерітінділердің тұрақтандырғыштары мен флокулянттары;
- илеу және тоқыма өндірісі - былғары өңдеуде және талшық өндірісінде электрленуді азайтатын заттар;
- электроника - литий-ионды аккумуляторлардағы қосылатын компонент;
- өнеркәсіптік - салқындату және ауаны баптау жүйелерінде шөгінді ингибиторы және біртектілік құрамдас бөлігі ретінде (электр станциялары, болат және мұнай өңдеу зауыттары, тыңайтқыштар).
Бұл зат сонымен қатар бояу және жабысу қабілетін жақсартатын пленкаларды өндіруде қоспа ретінде пайдаланылады.басқа материалдармен.
Медицина
Қышқыл және оның тұздары медицинада келесі мақсаттарда қолданылады:
- белсенді заттардың тасымалдаушысы;
- жараның жазылуын жеделдету үшін күйік пен қабыну кезінде қолданылатын гемостатикалық жақпа, тоқыма және тоқыма емес материалдардың құрамдас бөлігі;
- стоматологиядағы толтырғыш материалдардағы байланыстырғыш.
Бұл материалдың артықшылығы биологиялық инертті және биоактивті қосылыстармен (ферменттер, антибиотиктер, өсу факторлары және т.б.) бірге қолдануға болады.
Полиакрилаттар
Полиакрил қышқылының тұздары осы қосылыс күрделі эфирлерінің полимерлері болып табылады. Сыртқы түрі бойынша олар парафиндерге ұқсайды. Олар келесі қасиеттермен сипатталады:
- сұйылтылған сілтілер мен қышқылдарға, жарық пен оттегіге төзімділік;
- сілті ерітінділерімен ыдырау 80–100 °C температурада, полиакрил қышқылының түзілуімен байқалады;
- 150 °C-тан жоғары қыздырғанда олар термиялық жойылады, полиакрилат молекулалары айқаспалы байланыс, мономер (шамамен 1%) және ұшпа өнімдер бөлінеді;
- полиакрилаттар мономерлерде, эфирлерде, көмірсутектер мен ацетонда жақсы ериді.
Полиакрил қышқылының тұздары эмульсия немесе суспензия полимерленуі арқылы, шағын көлемдегі өндірісте блокты полимерлеу арқылы алынады.
Полиакрилаттарды қолдану
Бұл қосылыстар келесі материалдарды өндіруде қолданылады:
- органикалық шыны;
- әртүрлі фильмдер;
- синтетикалық талшықтар;
- бояу материалдары (эмальдар, лактар, шайырлар);
- матаға, қағазға, былғарыға, ағашқа арналған жабысқақ және сіңдіретін композициялар (эмульсиялар).
Полиакрилаттар негізіндегі лактар жоғары өнімділікке ие:
- металға және кеуекті беттерге жоғары адгезия;
- жақсы сәндік қасиеттер;
- су, УК, ауа райы, сілтіге төзімді;
- сәндік қасиеттерді ұзақ сақтау (жылтырлығы мен серпімділігі) - 10 жылға дейін.
Олар келесідей өнімдерді бояу үшін қолданылады:
- автомобильдер, ұшақтар және басқа жабдықтар;
- сұрыпталған металл;
- пластиктер;
- баспа өнімдері;
- электрондық өнеркәсіп өнімдері;
- тамақ өнеркәсібі (консервілер өндірісі).
Натрий полиакрилаты
Натрий полиакрилаты суда өте жақсы ериді және 240 °C температурада да құрылымын өзгертпейді. Бұл қосылыс олардың тұтқырлығын төмендету үшін жаңа немесе тұзды ерітінділерді дайындауда қолданылады. Натрий полиакрилаты карбонаттардан, сульфаттардан және фосфаттардан микрокристалдарды, микроқұмдарды эмульсиялауға қабілетті.
Зат келесі салаларда қолданылады:
- мұнай өнеркәсібі - бұрғылау ерітіндісін дайындау;
- химия өнеркәсібі - өңдеу өнеркәсібіжуғыш заттар, жасанды қар, сондай-ақ бояулар мен лактарды қоюландырғыш ретінде;
- ауыл шаруашылығы – тыңайтқыш өндіру;
- қағаз және целлюлоза өнеркәсібі - майлықтарды, дәретхана қағазын өндіру;
- санитарлық бұйымдар өндірісі.
Осы қосылыспен жасалған бұрғылау сұйықтықтарының келесі артықшылықтары бар:
- төмен тығыздық;
- жақсылық;
- бұрғылау кезінде қышқылдың жақсы ерігіштігі қажет;
- жоғары температураға төзімді (240°C дейін);
- экологиялық қауіпсіздік.
Косметология
Косметика өнеркәсібінде натрий полиакрилаты келесі өнімдерді өндіруде қоюлатқыш ретінде пайдаланылады:
- шашқа арналған лак;
- душқа арналған гельдер;
- кілегейлер;
- сусабын;
- бет маскалары;
- ванна көбігі.
Бұл қоспаның қасиеттерінің бірегейлігі натрий полиакрилатының әрбір ең кішкентай бөлшектері суда ісініп, теріде барқыт пен тегістік сезімін тудыратынында. Заттың силикон тәрізді эластомерлік құрылымы болғандықтан, ол жақсы текстуралық агент болып табылады. Оны қосу арқылы косметиканың артықшылығы - олар жабысқақ болмайды, олар күңгірт немесе атлас нәтиже бере алады. Кейбір өндірушілер түсті косметикаға натрий полиакрилатын қосады.
