SODYUM POLIAKRILAT (C3H3NAO2) N: YAPISI, ÖZELLIKLERI, KULLANIMLARI, RISKLERI - KIMYA - 2025

Sodyum poliakrilat birçok birim ya da daha küçük bir bileşiğinin parçaları, sodyum akrilat birleşmesinden oluşan yüksek moleküler ağırlığa sahip bir organik bileşiktir. Sodyum poliakrilat, moleküler bir formül (C ₃ H ₃ NaO ₂ ) _n , ve monomer genişletilmiş bir formül -CH ₂ -CH (COONa) -.

Sodyum poliakrilat, aynı şekilde birçok tekrar eden parçaya sahiptir. Çünkü bir anyonik polielektrolit olan bu karboksilat -COO birçok anyonları bulunmaktadır ^- , negatif olarak şarj edilmiş. Bu, ona temel fizikokimyasal özelliklerini veren ve birçok kullanımından yana olan şeydir.

Sodyum poliakrilat polimerin monomer veya tekrar eden parçasının formülü; burada n, tekrarlanma sayısını temsil eder. Muso. Kaynak: Wikimedia Commons.

Suya büyük bir afinitesi vardır. Çok kolay emerek bir jel oluşturur. Her türlü sıvıyı veya sulu solüsyonu emer. Bu özellik, örneğin tek kullanımlık çocuk bezlerinde ve hijyenik pedlerde kullanılmasını sağlar.

Taze gıda endüstrisinin üretebilecekleri fazla suyu emmesi için ambalajlamada da kullanılır.

-COO ^- yüksek miktardaki negatif yükü nedeniyle deterjanlarda kir partiküllerini askıya almaya yardımcı olmak için kullanılır. Kalsiyum, alüminyum ve magnezyum gibi pozitif metal iyonlarını yakalamanın gerekli olduğu endüstriyel işlemlerde de çalışır.

Sodyum poliakrilat zehirli değildir ancak tükürükten suyu emebileceği, hacmini artırabileceği ve boğulmaya neden olabileceği için yutulmaması çok önemlidir.

Kimyasal yapı

Sodyum poliakrilat bir polimerdir, bu nedenle hepsi aynı olan ve birleştirilmiş birçok ayrı parçadan oluşur. Bu tür parçalar, parçalar veya birimlere monomer denir.

Sodyum poliakrilat, birçok sodyum akrilat molekülünün birleşmesiyle üretilir. Birleştirildiğinde, sodyum akrilat parçaları çift bağı kaybeder.

Bu nedenle sodyum poliakrilat, birçok karboksilat anyonu –COO ^- ve bunlara bağlı birçok sodyum Na ⁺ iyonu ile çift bağsız bir yapıya sahiptir .

Bu -COO çok anyonik grup olduğundan ^- bir polielektrolit olduğu söylenir.

Monomer veya tek tek sodyum poliakrilat parçası, aşağıda belirtildiği gibi , iki karbon atomlu bir zincire ve buna bağlı bir -COO ^- Na ⁺ grubuna sahiptir : –CH ₂ –CH (COO ^- Na ⁺ ) -.

Sodyum poliakrilat monomerin yapısı. Noktalı çizgiler, bununla aynı olan diğer monomerlerle olan bağları gösterir. Edgar181. Kaynak: Wikimedia Commons.

Monomer miktarı birkaç on ila birkaç yüz arasında değişebilir.

Bu nedenle, polimer formülüne bir n yerleştirilir, çünkü n monomer sayısını sembolize eder ve bu sayı, polimer üreticisinin istediği şeye göre değişebilir.

terminoloji

-Sodyum poliakrilat

-Poliakrilik asidin sodyum tuzu

-Akrilik asit polimer sodyum tuzu

-2-propenoik asit homopolimerinin sodyum tuzu (homopolimer, homojen bir polimer olduğu veya tek tip molekülün birçok biriminden oluştuğu anlamına gelir)

Özellikleri

Fiziksel durum

Beyaz katı toz veya granüller.

Moleküler ağırlık

Polimeri oluşturan monomerlerin sayısına bağlıdır. Örneğin 1200, 2100, 8000 ve 15000 moleküler ağırlıklara sahip sodyum poliakrilat ticari olarak üretilmektedir.

Yoğunluk

25 ° C'de 1.32 g / mL

pH

6-9

Çözünürlük

Suda çok çözünür.

Kimyasal özellikler

Sodyum poliakrilat su için yüksek bir afiniteye sahiptir. Sulu sodyum poliakrilat çözeltileri oldukça viskozdur ve yüksek sertlik sergiler.

Özellikle su veya sulu sıvılar için son derece emici bir polimerdir. Su emme hızı çok yüksektir.

Su, emildiğinde bir jele dönüşen bu polimere kolayca çekilir. Ve emilen suyu tutma kapasitesi çok yüksektir.

Bütün bunlar, sudaki hidrojenin polimerin karboksilat anyonu –COO ^- ile bağ kuran köprüler oluşturması nedeniyle açıklanmaktadır . Suyun ve karboksilat grubunun polaritesi şu hidrojen bağlarını destekler: –C - O- - -H - O - H.

Sodyum poliakrilat ayrıca su içinde yağ emülsiyonlarını stabilize eder. Poliakrilat molekülünün yağ ile ilgili kısımları -CH ₂ –CH- ona bağlanır ve iyonik veya su ile ilgili kısımlar -COO ^- Na ^{+ içinde} kalır. Böylece yağ damlacıkları suda sabit kalır.

Diğer bir özelliği de, yüksek miktarda karboksilat anyonları nedeniyle –COO ^- sodyum poliakrilatın, kalsiyum Ca ²⁺ , magnezyum Mg ²⁺ veya alüminyum Al ³⁺ gibi pozitif iyonları veya metal katyonları kolayca çekebilmesidir . Onlara kolayca katılır ve gitmesine izin vermez.

Zehirli veya kirletici değildir ve biyolojik olarak parçalanabilir.

edinme

Sodyum poliakrilat elde etmek için, akrilik asit, CH ₂ = CH-COOH ve sodyum hidroksit, NaOH reaksiyona sokulmuştur sodyum akrilat CH elde etmek amacıyla, ₂ -CH-COO ^- Na ⁺ .

İkinci (NH amonyum persülfat varlığında ısıtılması tabi tutulur ₄ ) ₂ S ₂ O ₈ sodyum akrilat her molekül çift bağ ile bir sonraki bağlı polimerizasyon reaksiyonunu hızlandırmak için.

Elde edilen çözelti sodyum poliakrilat içerir. Daha sonra belirli koşullar altında buharlaştırılarak kuru polimer elde edilir.

Uygulamalar

Çeşitli uygulamalarda emici olarak

Sodyum poliakrilat, yaygın olarak kullanılan birçok üründe süper emici olarak kullanılmaktadır. Bu polimerin bir gramı 300-1000 gram saf su emebilir.

Örneğin, tek kullanımlık çocuk bezlerinde, hijyenik pedlerde, emzirme pedlerinde ve diğer ev eşyalarında kullanılır. Bu durumlarda idrar veya kan gibi sulu vücut sıvılarını verimli bir şekilde emer.

Ayrıca katılaştırarak sıvı dökülmelerini önlemek için kullanılır. Kuru, yarı katı bir jele hapsederek vücut sıvılarıyla başa çıkmanıza olanak tanır ve atılmalarını kolaylaştırır.

Hastane ve kliniklerde dökülmelerin yönetimi için ve sıvıların emilmesi için şişelerde kullanılır. Bu, çamaşır yıkamada tasarruf, hastalar için daha az utanç ve sağlık uzmanları için kayma ve karmaşayı azaltıyor.

Temizlik ürünlerinde ve çamaşırhanede

Sodyum poliakrilat, ağartma karışımlarında kullanılan hipoklorit solüsyonlarında kıvam arttırıcı görevi görür.

Aynı zamanda deterjan bileşimlerinin bir parçasıdır, çünkü çamaşır sırasında kir parçacıkları için bir dağıtıcı görevi görür, onları süspansiyon halinde tutar, beyazlığı arttırır ve deterjanların genel temizleme performansını iyileştirir.

Bunun nedeni, kir partiküllerinin askıda kalmasına yardımcı olan ve onu granül veya toz deterjanlarda ve alkali (yani bazik) pH'ta yıkamada en etkili hale getiren çoklu negatif veya anyonik yüklerden kaynaklanmaktadır.

Deterjanlar, giysileri daha iyi yıkamalarını sağlayan sodyum poliakrilat içerir. Yazar: Frank Habel. Kaynak: Pixabay.

Gıda endüstrisinde

Fizikokimyasal özelliklerinden yararlanılarak yoğunlaştırıcı ve preparasyon ajanı olarak yaygın şekilde kullanılmaktadır.

Örneğin, bebek mamaları veya anne sütü ile temas halinde kullanım dışında her tür gıda ile temas eden kağıt veya karton üretimi sırasında mineral pigmentler veya kalsiyum karbonat veya kaolin gibi dolgu maddeleri için bir dağıtıcı olarak kullanılır.

Aynı zamanda gıda ile temas eden malzemelerde sıvı emici görevi görür. Tavuk, balık, et, sebze ve meyve gibi her türlü taze gıdalardaki fazla suyu emer.

Taze gıda paketleri, salabildikleri suyu emmek için sodyum poliakrilat içerebilir. Yazar: Shutterbug75. Kaynak: Pixabay.

Şeker üreten endüstrilerde, pancar veya şeker kamışı sularından suyun buharlaştırılması sırasında kullanılması, metal iyonlarının yakalanmasına izin verir ve böylece ekipmanda mineral kabuk oluşumunu kontrol eder.

Artık petrolün geri kazanımını iyileştirme deneyimlerinde

Petrol endüstrisinde, bazı kuyulara enjekte edilen suyu kalınlaştırmak ve geri kazanım için artık yağın etkili bir şekilde uzaklaştırılmasını desteklemek için şu anda diğer akrilik polimerlerle birlikte kullanılmaktadır.

Ek olarak, sodyum poliakrilat, kalsiyum ve magnezyum çökelmesini önlemek ve böylece polimer taşma kuyularından petrol geri kazanımı sırasında ekipmanın kirlenmesini önlemek için testlerde kullanılmıştır.

Plastik endüstrisinde

Sodyum poliakrilat genellikle polivinil klorür veya PVC (PoliVinil Klorür) plastiğe bir darbe mukavemeti değiştiricisi ve işleme yardımcısı olarak eklenir.

Ev ve bina yapımında kullanılan PVC borular, mukavemetlerini artırmak için sodyum poliakrilat içerebilir. Yazar: Pisauikan. Kaynak: Pixabay.

Bu işlevleri yerine getirmesi gereken özellikler arasında, küçük bağımsız alanlar oluşturmak için diğer polimer ile bir miktar karışmazlığa (karışmamaya) sahip olmasıdır.

Aynı zamanda, bu bağlar yoluyla iyi gerilim aktarımına izin vermek için baz veya matris polimer ile bazı güçlü arayüzey bağları oluşturmalıdır.

Darbe modifiye edicinin çok uyumlu veya karışabilir olması durumunda, darbe direncini geliştirmez, ancak tamamen uyumsuzsa, baz bileşiği gücünü veya dayanıklılığını kaybeder.

Bu nedenle sodyum poliakrilat bu uygulamada kullanışlıdır.

Çeşitli uygulamalarda

Sodyum poliakrilat, hamur ve kağıt endüstrisinde dispersan olarak kullanılır.

Bunun nedeni, alüminyum Al ³⁺ ve kalsiyum Ca2 ⁺ gibi zararlı çok değerlikli (yani çok yüklü) katyonları bunlarla kompleks haline getirme veya hapsetme (ve salmama) kabiliyetinden kaynaklanmaktadır .

Yüksek pH'a, yüksek sıcaklıklara ve yüksek kesme veya kesme kuvvetlerine dayanıklıdır. Bununla birlikte, çok değerlikli katyonlar yüksek konsantrasyonda ise, poliakrilatı çöktürerek etkinliğini yitirmesine neden olabilir.

Kozmetik endüstrisinde kıvam arttırıcı ve emülgatör olarak da kullanılmaktadır.

Suyu çabuk emme özelliğinden dolayı fiber optik kablolarda su engelleyici olarak kullanılır. İnternet ve telefon sinyalinin iletimi için kullanılan kablolardır.

Fiber optik kabloların içinde, bunlara nüfuz edebilecek ve hasarı önleyebilecek her türlü nemi emmek için sodyum poliakrilat bulunmaktadır. Yazar: Planet fox. Kaynak: Pixabay.

Sodyum poliakrilat, darbeler veya yaralanmalardan kaynaklanan ağrıları tedavi etmek veya ilaçları veya çiçekleri taşımak için kullanılan soğuk jel paketlerini dolduran maddedir.

Spor yaralanmalarından kaynaklanan ağrıyı gidermek için kullanılan soğuk jel torba. Higashi-betsuin, Japonya'dan yamada kazuyuki. Kaynak: Wikimedia Commons.

Sodyum poliakrilat ile, suda bekletildiğinde hacmi genişleyen veya artan küçük bebekler yapılır.

Riskler

Sodyum poliakrilat toksik olmamasına rağmen, granüllerini ağızdan yutmak tükürük ile temas halinde genişlemelerine neden olur.

Sonuç olarak, yutmak önemli bir risktir çünkü hava yolu tıkanmasına neden olabilir. Bu, nefes almayı engelleyebileceği anlamına gelir. Öte yandan az miktarda, tıkanmaya neden olmayacak kadar solunması ise kuruma özelliğinden dolayı nefes almayı tahriş eder.

Sodyum poliakrilat, tıp ve huzurevlerinde giderek daha fazla kullanılıyor, hastaların yanına idrar şişelerine yerleştiriliyor ve bu da kafası karışmış yaşlı hastaların onu yutması riskini veriyor.

Bu nedenle bu tip hastaların sürekli takip edilmesi gerekmektedir.

Cildi tahriş etmez. Yanıcı değildir.

Referanslar

1. Bajpai, P. (2015). Selüloz ve Kağıt Kimyasalları. Poliakrilat tuzları. Selüloz ve Kağıt Endüstrisinde. Sciencedirect.com'dan kurtarıldı.
2. Wypych, G. (2017). Farklı polimerlerle ilgili koku. Poliakrilat. Plastik Malzemelerde Koku El Kitabında (İkinci Baskı). Sciencedirect.com'dan kurtarıldı.
3. Burckett St Laurent, J. (2007). Tekstillerde Çamaşır Temizliği. Polimerler. Yüzeylerin Temizlenmesi / Dekontaminasyonu için El Kitabında. Sciencedirect.com'dan kurtarıldı.
4. Wickstone, L. vd. (2018). Vernagel yutulması nedeniyle boğulma riski. Ann R Coll Surg Engl 2018; 100: e176-e177. Ncbi.nlm.nih.gov'dan kurtarıldı.
5. Wypych, G. (2015). Termal bozunmanın ilkeleri. Poliakrilat. PVC Bozulması ve Stabilizasyonunda. Sciencedirect'ten kurtarıldı.
6. Medina-Torres, L. vd. (2014). Kozmetik Emülsiyonlarda Kullanılan Bir Emülgatör Olarak Sodyum Poliakrilatın Reolojisi. Endüstri ve Mühendislik Kimyası Araştırmaları 2014, 53, 47, 18346-18351. Pubs.acs.org'dan kurtarıldı.
7. Kimyasal Kitap. (2016). Sodyum poliakrilat. Chemicalbook.com'dan kurtarıldı.
8. SCCO. (2019). Süper emici Polimer (SAP). Sapgel.com'dan kurtarıldı.