Sodio poliacrilato (C3H3NaO2) n struttura, proprietà, usi, rischi

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Basil Manning
Sodio poliacrilato (C3H3NaO2) n struttura, proprietà, usi, rischi

Il Poliacrilato di sodio È un composto organico ad alto peso molecolare formato dall'unione di molte unità o pezzi di un composto più piccolo, l'acrilato di sodio. La formula molecolare del poliacrilato di sodio è (C.3H3NaODue)n, e la formula estesa del suo monomero è -CHDue-CH (COONa)-.

Il poliacrilato di sodio ha molti pezzi ripetuti tutti uguali. È un polielettrolita anionico perché ha molti anioni carbossilati -COO-, che hanno una carica negativa. Questo è ciò che gli conferisce le sue principali proprietà fisico-chimiche e ne favorisce i molteplici usi.

Formula del monomero o pezzo ripetitivo del polimero di poliacrilato di sodio, dove n rappresenta il numero di volte che viene ripetuto. Muso [CC BY-SA 3.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)]. Fonte: Wikimedia Commons.

Ha una grande affinità per l'acqua. Lo assorbe molto facilmente, formando un gel. Assorbe tutti i tipi di fluidi o soluzioni acquose. Questa proprietà lo rende utilizzato ad esempio in pannolini usa e getta e assorbenti..

Viene anche utilizzato negli imballaggi dell'industria alimentare fresca per assorbire l'acqua in eccesso che possono produrre..

A causa dell'elevato numero di addebiti negativi di -COO- Viene utilizzato nei detergenti per aiutare a sospendere le particelle di sporco. Serve anche nei processi industriali in cui è necessario intrappolare ioni metallici positivi come calcio, alluminio e magnesio.

Il poliacrilato di sodio non è tossico, ma è molto importante non ingerirlo in quanto può assorbire l'acqua dalla saliva, aumentarne il volume e provocare soffocamento..

Indice articolo

  • 1 Struttura chimica
  • 2 Nomenclatura
  • 3 Proprietà
    • 3.1 Stato fisico
    • 3.2 Peso molecolare
    • 3.3 Densità
    • 3,4 pH
    • 3.5 Solubilità
    • 3.6 Proprietà chimiche
  • 4 Ottenimento
  • 5 Usi
    • 5.1 Come assorbente in varie applicazioni
    • 5.2 Nei prodotti per la pulizia e nel bucato
    • 5.3 Nell'industria alimentare
    • 5.4 In esperienze per migliorare il recupero dell'olio residuo
    • 5.5 Nell'industria della plastica
    • 5.6 In varie applicazioni
  • 6 Rischi
  • 7 Riferimenti

Struttura chimica

Il poliacrilato di sodio è un polimero, quindi è composto da tanti pezzi singoli tutti uguali e collegati tra loro. Tali pezzi, pezzi o unità sono chiamati monomeri.

Il poliacrilato di sodio è generato dall'unione di molte molecole di acrilato di sodio. Quando vengono uniti, i pezzi di acrilato di sodio perdono il doppio legame.

Per questo motivo, il poliacrilato di sodio ha una struttura senza doppi legami, con molti anioni carbossilati -COO- e molti ioni sodio Na+ attaccati a questi.

Per possedere così tanti gruppi anionici -COO- si dice che sia un polielettrolita.

Il monomero o il singolo pezzo di poliacrilato di sodio ha una catena di due atomi di carbonio e un gruppo -COO-N / A+ allegato ad esso, come segue: -CHDue-CH (COO-N / A+)-.

Struttura del monomero di poliacrilato di sodio. Le linee tratteggiate indicano i legami con altri monomeri identici a questo. Edgar181 [Dominio pubblico]. Fonte: Wikimedia Commons.

La quantità di monomeri può variare da poche decine a diverse centinaia.

Per questo motivo a n nella formula polimerica, da allora n simboleggia il numero di monomeri e questo numero può cambiare a seconda di ciò che vuole il produttore del polimero.

Nomenclatura

-Poliacrilato di sodio

-Sale sodico dell'acido poliacrilico

-Sale di sodio polimerico acido acrilico

-Sale di sodio dell'omopolimero dell'acido 2-propenoico (omopolimero significa che è un polimero omogeneo o che è composto da molte unità di un unico tipo di molecola)

Proprietà

Stato fisico

Polvere o granuli solidi bianchi.

Peso molecolare

Dipende dal numero di monomeri che compongono il polimero. Poliacrilato di sodio prodotto commercialmente con pesi molecolari, per esempio, di 1200, 2100, 8000 e 15000.

Densità

1,32 g / mL a 25 ºC.

pH

6-9

Solubilità

Molto solubile in acqua.

Proprietà chimiche

Il poliacrilato di sodio ha un'elevata affinità per l'acqua. Le soluzioni acquose di poliacrilato di sodio sono molto viscose e mostrano un'elevata fibrosità.

È un polimero estremamente assorbente, soprattutto di acqua o fluidi acquosi. La sua velocità di assorbimento dell'acqua è molto elevata.

L'acqua è facilmente attratta da questo polimero, che una volta assorbito si trasforma in un gel. E ha una capacità molto elevata di trattenere l'acqua assorbita.

Tutto questo è spiegato perché l'idrogeno nell'acqua forma ponti leganti con l'anione carbossilato -COO- del polimero. La polarità dell'acqua e del gruppo carbossilato favorisce questi legami idrogeno: -C-O- - -H-O-H.

Il poliacrilato di sodio stabilizza anche le emulsioni olio in acqua. Le parti della molecola di poliacrilato che sono legate all'olio -CHDue-CH- si legano a questo e alle porzioni ioniche o legate all'acqua -COO-N / A+ stanno in questo. Pertanto, le goccioline di olio rimangono stabili nell'acqua.

Un'altra delle sue caratteristiche è quella dovuta alla sua grande quantità di anioni carbossilati -COO- il poliacrilato di sodio può facilmente attrarre ioni positivi o cationi metallici come il calcio CaDue+, magnesio MgDue+ o alluminio Al3+. Li unisce facilmente e non si lascia andare.

Non è tossico né inquinante ed è biodegradabile.

Ottenere

Per ottenere il poliacrilato di sodio, l'acido acrilico CH viene prima fatto reagire.Due= CH-COOH e sodio idrossido NaOH, per ottenere sodio acrilato CHDue= CH-COO-N / A+.

Quest'ultimo viene sottoposto a riscaldamento in presenza di persolfato di ammonio (NH4)DueSDueO8 per accelerare la reazione di polimerizzazione, dove ogni molecola di acrilato di sodio è attaccata alla successiva utilizzando il doppio legame.

La soluzione ottenuta contiene sodio poliacrilato. Quindi per evaporazione in determinate condizioni si ottiene il polimero secco.

Applicazioni

Come assorbente in varie applicazioni

Il poliacrilato di sodio è utilizzato come superassorbente in diversi prodotti ampiamente utilizzati. Un grammo di questo polimero può assorbire da 300 a 1000 grammi di acqua pura.

Ad esempio, viene utilizzato in pannolini usa e getta, assorbenti igienici, assorbenti per l'allattamento e altri articoli per la casa. In questi casi, assorbe efficacemente i fluidi corporei acquosi, come l'urina o il sangue..

Viene anche utilizzato per prevenire fuoriuscite di liquidi solidificandoli. Permette di trattare i fluidi corporei intrappolandoli in un gel secco e semisolido, facilitando lo smaltimento.

Negli ospedali e nelle cliniche viene utilizzato per la gestione degli sversamenti e in flaconi per l'aspirazione di liquidi. Ciò consente di risparmiare sul bucato, meno imbarazzo per i pazienti e minori scivolate e trambusto per i loro professionisti sanitari..

Nei prodotti per la pulizia e nel bucato

Il poliacrilato di sodio funge da addensante nelle soluzioni di ipoclorito utilizzate nelle miscele sbiancanti.

Fa anche parte delle composizioni detergenti perché durante il bucato funge da disperdente per le particelle di sporco, mantenendole in sospensione, aumentando il bianco e migliorando le prestazioni di pulizia generale dei detergenti..

Ciò è dovuto alle molteplici cariche negative o anioniche che aiutano a sospendere le particelle di sporco, rendendolo più efficace nei detersivi granulari o in polvere e nei lavaggi a pH alcalino (cioè basico)..

I detersivi contengono poliacrilato di sodio che consente loro di lavare meglio i vestiti. Autore: Frank Habel. Fonte: Pixabay.

Nell'industria alimentare

È stato ampiamente utilizzato come addensante e agente di preparazione utilizzando le sue proprietà fisico-chimiche.

Viene utilizzato, ad esempio, come disperdente per pigmenti minerali o cariche come il carbonato di calcio o il caolino durante la produzione di carta o cartone che viene a contatto con tutti i tipi di alimenti, tranne che per l'uso a contatto con alimenti per lattanti o latte materno..

Serve anche come assorbente di liquidi nei materiali che vengono a contatto con il cibo. Assorbe l'acqua in eccesso da tutti i tipi di alimenti freschi, come pollo, pesce, carne, verdura e frutta.

Le confezioni di alimenti freschi possono contenere poliacrilato di sodio per assorbire l'acqua che possono rilasciare. Autore: Shutterbug75. Fonte: Pixabay.

Nelle industrie produttrici di zucchero, il suo utilizzo durante l'evaporazione dell'acqua da succhi di barbabietola o canna da zucchero consente di intrappolare ioni metallici e quindi di controllare la formazione di incrostazioni minerali nell'apparecchiatura..

In esperienze per migliorare il recupero dell'olio residuo

Nell'industria petrolifera viene attualmente utilizzato in abbinamento ad altri polimeri acrilici per addensare l'acqua iniettata in alcuni pozzi e favorire l'efficace rimozione dell'olio residuo per il suo recupero..

Inoltre, il poliacrilato di sodio è stato utilizzato nei test per prevenire la precipitazione di calcio e magnesio e quindi evitare la formazione di incrostazioni nelle apparecchiature durante il recupero dell'olio nei pozzi allagando con polimeri..

Nell'industria della plastica

Il poliacrilato di sodio viene spesso aggiunto al cloruro di polivinile, o PVC, plastica. Cloruro di polivinile) come modificatore della resistenza agli urti e coadiuvante tecnologico.

I tubi in PVC utilizzati nella costruzione di case ed edifici possono contenere poliacrilato di sodio per aumentarne la resistenza. Autore: Pisauikan. Fonte: Pixabay.

Tra le caratteristiche che deve possedere per adempiere a queste funzioni c'è quella di avere una certa non miscibilità (non miscelazione) con l'altro polimero, per formare piccole zone indipendenti..

Allo stesso tempo, deve generare dei forti legami interfacciali con il polimero di base o matrice per consentire un buon trasferimento delle sollecitazioni attraverso detti legami..

Se il modificatore di impatto è troppo compatibile o miscibile non migliora la resistenza agli urti, ma se è completamente incompatibile il composto di base perde la sua forza o tenacità.

Per questo motivo, il poliacrilato di sodio è utile in questa applicazione..

In varie applicazioni

Il poliacrilato di sodio è utilizzato nell'industria della pasta di legno e della carta come disperdente.

Ciò è dovuto alla sua capacità di sequestrare o intrappolare (e non rilasciare) cationi multivalenti (cioè multi-caricati) dannosi, come l'alluminio Al3+ e calcio CaDue+, diventando complesso con questi.

È resistente a pH elevato, alte temperature e forze di taglio elevate. Tuttavia, se i cationi multivalenti sono in alta concentrazione, possono far precipitare il poliacrilato facendogli perdere la sua efficacia..

Viene anche utilizzato nell'industria cosmetica come addensante ed emulsionante.

Grazie alla sua capacità di assorbire rapidamente l'acqua, viene utilizzato come water blocker nei cavi in ​​fibra ottica. Questi sono i cavi utilizzati per la trasmissione del segnale Internet e telefonico.

All'interno dei cavi in ​​fibra ottica è presente sodio poliacrilato per assorbire l'umidità che può penetrarli e prevenirne il danneggiamento. Autore: Planet fox. Fonte: Pixabay.

Il poliacrilato di sodio è quello che riempie gli impacchi di gel freddo che vengono utilizzati per trattare il dolore da colpi o ferite, o per trasportare medicinali o fiori.

Borsa gel freddo utilizzata per lenire il dolore degli infortuni sportivi. yamada kazuyuki di Higashi-betsuin, Giappone [CC BY 2.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/2.0)]. Fonte: Wikimedia Commons.

Le bambole piccole sono realizzate con poliacrilato di sodio che si espandono o aumentano di volume se lasciate a bagno in acqua.

Rischi

Sebbene il poliacrilato di sodio non sia tossico, l'ingestione dei suoi granuli per via orale fa sì che si espandano a contatto con la saliva..

Di conseguenza, l'ingestione è un rischio significativo perché può causare l'ostruzione delle vie aeree. Ciò significa che può impedire la respirazione. D'altra parte, se viene inalato in piccole quantità, non sufficienti a causare l'ostruzione, è irritante per la respirazione per le sue proprietà essiccanti..

Il poliacrilato di sodio viene sempre più utilizzato nei reparti medici e geriatrici, posto in flaconi di urina accanto ai pazienti, il che rende un rischio che pazienti anziani confusi possano ingerirlo.

Per questo motivo, questi tipi di pazienti devono essere costantemente supervisionati..

Non è irritante per la pelle. Non è infiammabile.

Riferimenti

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