Պոլիակրիլաթթուն եզակի պոլիմեր է՝ ջրի կլանման բարձր հզորությամբ: Այս միացությունը կենսաբանորեն իներտ է, ուստի այն լայնորեն օգտագործվում է հիգիենայի և կոսմետիկ արտադրանքի արտադրության մեջ, ինչպես նաև որպես օժանդակ նյութ բժշկության մեջ: Պոլիակրիլատները (թթվային աղերը), որոնք ունեն բարելավված ֆիզիկական և մեխանիկական հատկություններ, ունեն էլ ավելի լայն շրջանակ։
Նկարագրություն
Պոլիակրիլաթթուն մակրոմոլեկուլային նյութ է, որի մոնոմերային միավորը CH2=CH−COOH (ակրիլ կամ պրոպենոին, էթենկարբոքսիլաթթու) միացությունն է։ Այս պոլիմերը չունի թունավորություն, լավ լուծելիություն ջրի մեջ և բարձր ալկալային դիմադրություն:
Պոլիակրիլաթթվի քիմիական բանաձևն է (C2H3COOH) : Միացության կառուցվածքային բանաձևը ներկայացված է ստորև նկարում:
Պոլիակրիլաթթուն տիպիկ թույլ պոլիթթու է: Նրա մակրոմոլեկուլներն ունեն ֆունկցիոնալ խմբեր, որոնք ունեն հնարավորությունդեպի էլեկտրոլիտիկ դիսոցացիա։ Այն հայտնվում է որպես թափանցիկ սաթի հեղուկ կամ սպիտակ հատիկավոր փոշի:
Հատկություններ
Պոլիակրիլաթթվի հիմնական ֆիզիկական և քիմիական հատկություններն են՝
- Ջերմաստիճանը, որի դեպքում այս պոլիմերը դառնում է պինդ՝ շրջանցելով բյուրեղացման փուլը (ապակե վիճակ) - 106 °C։
- Տաքացման ժամանակ առաջանում են անհիդրիդներ, իսկ եթե ջերմաստիճանը գերազանցում է 250 °C-ը, ապա սկսվում է կարբոքսիլ խմբից՝ COOH ածխաթթու գազի արտանետման ռեակցիան, ինչպես նաև մակրոմոլեկուլների խաչաձև կապը, ինչը հանգեցնում է առաջացման։ տարածական կառուցվածքի պոլիմերների և պոլիմերացման աստիճանի բարձրացում։
- Այս պոլիմերի աղերն ունեն ավելի մեծ ջերմային կայունություն: Այս հատկությունն օգտագործվում է ամուր պոլիակրիլաթթվով պատվաստված մանրաթելեր արտադրելու համար։
- Ալկալիների հետ շփվելիս (C2H3COOH) ձևավորում է աղեր, ռեակցիա սպիրտների՝ եթերների հետ։
- Լուծիչներում պոլիմերացումից հետո պոլիմերը դառնում է կարծր և փխրուն և պահպանում է այդ հատկությունները նույնիսկ 240 °C ջերմաստիճանում:
- Երբ ցածր մոլեկուլային քաշի սպիրտները փոխազդում են այս թթվի հետ, ստացվում են տարբեր տարածական կառուցվածքների էսթերներ։
- Պոլիմերի հատկությունների կտրուկ փոփոխություն տեղի է ունենում ֆունկցիոնալ խմբերի փոխակերպման շատ ցածր աստիճանի դեպքում (50 կԴա զանգվածով մոլեկուլները խաչաձեւ կապելու համար պահանջվում է ընդամենը 0,1% էթիլեն գլիկոլ):
Պոլիակրիլաթթվի ջրային լուծույթի հատկություններից մեկն այն է, որ երբ. Տվյալ պոլիմերի մոլեկուլային քաշի ավելացումը մեծացնում է նաև լուծույթի մածուցիկությունը, որը կապված է մակրոմոլեկուլների աճի և ջրի վրա դրանց ազդեցության հետ։ Միևնույն ժամանակ, լուծույթի մածուցիկությունը կախված չէ կիրառվող կտրվածքային սթրեսից և կայուն արժեք է լայն չափման տիրույթում, ի տարբերություն այլ պոլիէլեկտրոլիտային պոլիմերների: Երբ լուծույթի թթվայնությունը փոխվում է, պոլիակրիլաթթվի մանրաթելերը ենթարկվում են կծկման կամ երկարացման՝ քիմիական էներգիան մեխանիկական էներգիայի վերածելու արդյունքում։
Լուծելիություն
(C2H3COOH) լավ լուծվում է հետևյալ նյութերում.
- ջուր;
- դիէթիլեն երկօքսիդ;
- մեթիլ և էթիլային սպիրտ;
- Մաթթվի ամիդ;
- դիմեթիլֆորմամիդ.
Պոլիակրիլաթթվի ջրային լուծույթն ունի պոլիէլեկտրոլիտային էֆեկտ (էլեկտրոլիտիկ տարանջատման ունակ), որը չեզոքացման աստիճանի բարձրացմամբ գծային աճում է։
Նյութը անլուծելի է այնպիսի միացություններում, ինչպիսիք են՝
- ակրիլաթթվի մոնոմեր;
- ացետոն;
- էթօքսիեթան;
- ածխաջրածիններ.
Կատիոնային լուծույթներով և մակերեւութային ակտիվ նյութերով նյութը կարող է առաջացնել չլուծվող աղեր:
Ստանալ
Պոլիակրիլաթթվի սինթեզն իրականացվում է մոնոմերի պոլիմերացման միջոցով։ Ռեակցիան տեղի է ունենում ջրային միջավայրում, որտեղ ավելացվում է խաչաձեւ կապող նյութ կամ օրգանական լուծիչներում։ Սովորաբար խառնումն իրականացվում է թիավարման ռեակտորում և սարքավորման մակերեսինսառեցվել է մինչև 70 °C հեղուկ սառնագենտով: Վերջնական արտադրանքը գել է՝ հիդրոֆիլ պոլիմեր, որն ակտիվորեն կլանում է խոնավությունը։
Ավելի կայուն թթվային լուծույթ կարելի է ստանալ ջրածնի պերօքսիդի ազդեցությամբ և նատրիումի թիոգլիկոլատով փոքր քանակությամբ պարադիհիդրօքսիբենզոլի ավելացումով, որն օգտագործվում է մոլեկուլային քաշը վերահսկելու համար։ Ռեակցիայի վերջնական արդյունքն օգտագործվում է ատամնաբուժության մեջ։
Պոլիակրիլաթթվի կիրառում
Այս պոլիմերն առավել լայնորեն օգտագործվում է որպես գերներծծող (հեղուկը որսալու և պահելու համար) մանկական և մեծահասակների բարուրի լցոնիչների, հիգիենիկ անձեռոցիկների, մեկանգամյա օգտագործման տակդիրների և այլ նմանատիպ ապրանքների մեջ:
Այլ տարածքներ, որտեղ օգտագործվում է պոլիակրիլաթթու, հետևյալն են՝
- գյուղատնտեսությունը հողի բարելավման նյութ է;
- արդյունաբերություն - կոլոիդային լուծույթների կայունացուցիչներ և ֆլոկուլանտներ;
- արևայրուք և տեքստիլի արտադրություն. նյութեր, որոնք նվազեցնում են էլեկտրիֆիկացումը կաշվե հագուստի և մանրաթելերի արտադրության մեջ;
- էլեկտրոնիկա - միացնող բաղադրիչ լիթիում-իոնային մարտկոցներում;
- արդյունաբերական - հովացման և օդորակման համակարգերում որպես նստվածքի արգելակիչ և միատարր բաղադրիչ (էլեկտրակայաններ, պողպատի և նավթավերամշակման գործարաններ, պարարտանյութեր):
Այս նյութը նաև օգտագործվում է որպես հավելում ֆիլմերի արտադրության մեջ, որոնք բարելավում են դրանց գունավորվելու և կպչելու ունակությունը։այլ նյութերով։
Բժշկություն
Թթունն ու դրա աղերը բժշկության մեջ օգտագործվում են հետևյալ նպատակներով՝
- ակտիվ նյութերի կրող;
- հեմոստատիկ քսուքների, հյուսված և ոչ հյուսված նյութերի բաղադրիչ, որն օգտագործվում է այրվածքների և բորբոքումների համար՝ վերքերի ապաքինումն արագացնելու համար;
- կապակցիչ ատամնաբուժության մեջ լրացնող նյութերի մեջ։
Այս նյութի առավելությունն այն է, որ այն կենսաբանորեն իներտ է և կարող է օգտագործվել կենսաակտիվ միացությունների հետ միասին (ֆերմենտներ, հակաբիոտիկներ, աճի գործոններ և այլն):
պոլիակրիլատներ
Պոլիակրիլաթթվի աղերը այս միացության էսթերների պոլիմերներն են: Արտաքին տեսքով դրանք պարաֆին են հիշեցնում։ Դրանք բնութագրվում են հետևյալ հատկություններով.
- դիմադրություն նոսրացված ալկալիների և թթուների, լույսի և թթվածնի նկատմամբ;
- քայքայումը ալկալային լուծույթներով դիտվում է 80–100 °C ջերմաստիճանում՝ պոլիակրիլաթթվի առաջացմամբ;
- 150 °C-ից բարձր տաքացման դեպքում դրանք ենթարկվում են ջերմային ոչնչացման, պոլիակրիլատի մոլեկուլները խաչաձեւ կապակցվում են, մոնոմերը (մոտ 1%) և ցնդող ապրանքներ են արտազատվում;
- պոլիակրիլատները շատ լուծելի են մոնոմերների, եթերների, ածխաջրածինների և ացետոնի մեջ:
Պոլիակրիլաթթվի աղերն արտադրվում են էմուլսիայի կամ կասեցման պոլիմերացման միջոցով, փոքր մասշտաբով արտադրվում են բլոկային պոլիմերացման միջոցով:
Պոլիակրիլատների օգտագործում
Այս միացությունները օգտագործվում են հետևյալ նյութերի արտադրության մեջ՝
- օրգանական ապակի;
- տարբեր ֆիլմեր;
- սինթետիկ մանրաթելեր;
- ներկարարական նյութեր (էմալներ, լաքեր, խեժեր);
- կպչուն և ներծծող կոմպոզիցիաներ (էմուլսիաներ) գործվածքների, թղթի, կաշվի, փայտի համար։
Պոլիակրիլատների վրա հիմնված լաքերը բարձր արդյունավետություն ունեն:
- բարձր կպչունություն մետաղի և ծակոտկեն մակերեսների նկատմամբ;
- լավ դեկորատիվ հատկություններ;
- ջուր, ուլտրամանուշակագույն, եղանակային, ալկալային դիմացկուն;
- դեկորատիվ հատկությունների երկարաժամկետ պահպանում (փայլ և առաձգականություն)՝ մինչև 10 տարի։
Դրանք օգտագործվում են ներկելու այնպիսի ապրանքներ, ինչպիսիք են՝
- մեքենաներ, ինքնաթիռներ և այլ սարքավորումներ;
- տեսակավորված մետաղ;
- պլաստիկ;
- տպագրական արտադրանք;
- էլեկտրոնային արդյունաբերության արտադրանք;
- սննդի արդյունաբերություն (բանկաների արտադրություն).
Նատրիումի պոլիակրիլատ
Նատրիումի պոլիակրիլատը շատ լուծելի է ջրում և չի փոխում իր կառուցվածքը նույնիսկ 240 °C ջերմաստիճանում։ Այս միացությունն օգտագործվում է թարմ կամ աղի լուծույթների պատրաստման մեջ՝ նվազեցնելու դրանց մածուցիկությունը։ Նատրիումի պոլիակրիլատը կարող է էմուլգացնել միկրոբյուրեղները, միկրոավազը կարբոնատներից, սուլֆատներից և ֆոսֆատներից:
Նյութը օգտագործվում է հետևյալ արդյունաբերություններում.
- նավթային արդյունաբերություն - հորատման հեղուկի պատրաստում;
- քիմիական արդյունաբերություն - արտադրությունլվացող միջոցներ, արհեստական ձյուն, ինչպես նաև որպես ներկերի և լաքերի խտացուցիչ;
- գյուղատնտեսություն - պարարտանյութերի արտադրություն;
- թղթի և ցելյուլոզայի արդյունաբերություն - անձեռոցիկների, զուգարանի թղթի արտադրություն;
- սանտեխնիկայի արտադրություն.
Հորատման հեղուկները, որոնք մշակված են այս միացությամբ, ունեն հետևյալ առավելությունները.
- ցածր խտություն;
- նուրբություն;
- պահանջվում է լավ թթվային լուծելիություն հորատման ժամանակ;
- դիմացկուն է բարձր ջերմաստիճանի (մինչև 240°C);
- բնապահպանական անվտանգություն.
Կոսմետոլոգիա
Կոսմետիկ արդյունաբերության մեջ նատրիումի պոլիակրիլատն օգտագործվում է որպես խտացուցիչ այնպիսի ապրանքների արտադրության մեջ, ինչպիսիք են՝
- մազերի լաք;
- ցնցուղի գելեր;
- քսուքներ;
- շամպուն;
- դեմքի դիմակներ;
- լոգանքի փրփուր.
Այս հավելման հատկությունների յուրահատկությունը կայանում է նրանում, որ նատրիումի պոլիակրիլատի յուրաքանչյուր ամենափոքր մասնիկը ուռչում է ջրի մեջ և մաշկի վրա ստեղծում թավշյա և հարթության զգացում: Քանի որ նյութն ունի սիլիկոնանման էլաստոմերային կառուցվածք, այն լավ տեքստուրացնող միջոց է: Կոսմետիկայի առավելությունն իր հավելումով այն է, որ դրանք կպչուն չեն դառնում, կարող են փայլատ կամ ատլասե արդյունք տալ։ Որոշ արտադրողներ գունավոր կոսմետիկայի մեջ ավելացնում են նատրիումի պոլիակրիլատ:
