NATRIUM POLIAKRILAT (C3H3NAO2) N: STRUKTUR, SIFAT, KEGUNAAN, RISIKO - KIMIA - 2026

The sodium polyacrylate adalah sebatian organik berat molekul yang tinggi terbentuk oleh kesatuan banyak unit atau keping kompaun yang lebih kecil, natrium acrylate. Formula molekul natrium poliakrilat adalah (C ₃ H ₃ NaO ₂ ) _n , dan formula lanjutan monomernya ialah –CH ₂ –CH (COONa) -.

Natrium poliakrilat mempunyai banyak kepingan yang sama. Ia adalah satu polyelectrolyte anionik kerana ia mempunyai banyak anion -COO carboxylate ^- , yang bercas negatif. Inilah yang memberikan sifat fizikokimia utamanya dan lebih senang digunakan.

Formula monomer atau sekeping berulang polimer natrium poliakrilat, di mana n mewakili berapa kali ia diulang. Muso. Sumber: Wikimedia Commons.

Ia mempunyai perkaitan dengan air. Ia menyerapnya dengan sangat mudah, membentuk gel. Menyerap semua jenis cecair atau larutan berair. Harta ini menjadikannya digunakan misalnya di lampin pakai buang dan pembalut.

Ini juga digunakan dalam kemasan untuk industri makanan segar untuk menyerap lebihan air yang mungkin dihasilkannya.

Oleh kerana sejumlah besar cas negatifnya, –COO ^- digunakan dalam deterjen untuk membantu menggantung zarah kotoran. Ia juga berfungsi dalam proses perindustrian di mana ia diperlukan untuk memerangkap ion logam positif seperti kalsium, aluminium dan magnesium.

Natrium poliakrilat tidak beracun, tetapi sangat penting untuk tidak menelannya kerana dapat menyerap air dari air liur, meningkatkan isipadu dan menyebabkan sesak nafas.

Struktur kimia

Natrium poliakrilat adalah polimer, jadi terdiri dari banyak kepingan individu yang sama dan bergabung bersama. Potongan, kepingan atau unit seperti itu disebut monomer.

Natrium poliakrilat dihasilkan oleh penyatuan banyak molekul natrium akrilat. Apabila bergabung, kepingan natrium akrilat kehilangan ikatan berganda.

Atas sebab ini, natrium poliakrilat mempunyai struktur tanpa ikatan berganda, dengan banyak anion karboksilat —COO ^- dan banyak ion natrium Na ^{+ yang} melekat padanya.

Kerana ia mempunyai banyak kumpulan anionik -COO ^{- ia} dikatakan polyelectrolyte a.

Monomer atau kepingan natrium poliakrilat individu mempunyai rantai dua atom karbon dan satu kumpulan –COO ^- Na ⁺ melekat padanya, seperti yang ditunjukkan di bawah: –CH ₂ –CH (COO ^- Na ⁺ ) -.

Struktur monomer natrium poliakrilat. Garis putus-putus menunjukkan ikatan dengan monomer lain yang serupa dengan yang satu ini. Edgar181. Sumber: Wikimedia Commons.

Jumlah monomer boleh berbeza dari beberapa puluh hingga beberapa ratus.

Atas sebab ini n diletakkan dalam formula polimer, kerana n melambangkan bilangan monomer dan nombor ini dapat berubah mengikut kehendak pengeluar polimer.

Tatanama

-Sodium poliakrilat

- Garam natrium asid poliakrilik

- Garam natrium polimer asid akrilik

-S garam garam dari homopolimer asid 2-propenoik (homopolimer bermaksud bahawa ia adalah polimer homogen atau ia terdiri daripada banyak unit satu jenis molekul)

Hartanah

Keadaan fizikal

Serbuk atau butiran pepejal putih.

Berat molekul

Ia bergantung pada bilangan monomer yang membentuk polimer. Natrium poliakrilat dengan berat molekul, misalnya, 1200, 2100, 8000 dan 15000 dihasilkan secara komersial.

Ketumpatan

1.32 g / mL pada suhu 25 ° C.

pH

6-9

Keterlarutan

Sangat larut dalam air.

Sifat kimia

Natrium poliakrilat mempunyai pertalian yang tinggi untuk air. Larutan natrium poliakrilat berair sangat likat dan menunjukkan daya tahan yang tinggi.

Ia adalah polimer yang sangat menyerap, terutama air atau cecair berair. Kelajuan penyerapan airnya sangat tinggi.

Air mudah tertarik ke polimer ini, yang apabila diserap berubah menjadi gel. Dan mempunyai kapasiti yang sangat tinggi untuk mengekalkan air yang diserap.

Semua ini dijelaskan kerana hidrogen di dalam air membentuk jambatan ikatan dengan anion karboksilat —COO ^- polimer. Kekutuban air dan kumpulan karboksilat menyukai ikatan hidrogen ini: –C - O- - -H - O - H.

Natrium poliakrilat juga menstabilkan emulsi minyak-dalam-air. Bahagian molekul poliakrilat yang berkaitan dengan minyak –CH ₂ –CH– mengikat padanya dan bahagian yang berkaitan dengan ion atau air –COO ^- Na ⁺ kekal di dalamnya. Oleh itu, titisan minyak tetap stabil di dalam air.

Ciri khasnya ialah kerana banyaknya anion karboksilat —COO ^- natrium poliakrilat dengan mudah dapat menarik ion positif atau kation logam seperti kalsium Ca ²⁺ , magnesium Mg ²⁺ atau aluminium Al ³⁺ . Ia bergabung dengan mereka dengan mudah dan tidak melepaskan.

Ia tidak beracun atau mencemarkan dan terbiodegradasi.

Mendapatkan

Untuk mendapatkan sodium polyacrylate, akrilik CH asid ₂ = CH-COOH dan natrium hidroksida NaOH bertindak balas pertama , untuk mendapatkan natrium acrylate CH ₂ = CH-COO ^- Na ⁺ .

Yang terakhir ini mengalami pemanasan di hadapan ammonium persulfate (NH ₄ ) ₂ S ₂ O ₈ untuk mempercepat tindak balas pempolimeran, di mana setiap molekul natrium akrilat dilampirkan ke yang berikutnya menggunakan ikatan berganda.

Larutan yang diperolehi mengandungi sodium polyacrylate. Kemudian dengan penyejatan dalam keadaan tertentu polimer kering diperolehi.

Permohonan

Sebagai penyerap dalam pelbagai aplikasi

Natrium poliakrilat digunakan sebagai penyerap dalam beberapa produk yang banyak digunakan. Satu gram polimer ini dapat menyerap 300 hingga 1000 gram air tulen.

Sebagai contoh, ia digunakan dalam lampin pakai buang, serbet pembersih, alas penyusuan, dan barang keperluan rumah lain. Dalam kes ini, ia berkesan menyerap cecair badan berair, seperti air kencing atau darah.

Ia juga digunakan untuk mencegah tumpahan cecair dengan menguatkannya. Ini membolehkan anda menangani cecair badan dengan menjebaknya dalam gel kering dan separa pepejal, menjadikan pembuangannya lebih mudah.

Di hospital dan klinik digunakan untuk pengurusan tumpahan dan botol untuk penyedut cecair. Ini membolehkan penjimatan dobi, kurang memalukan bagi pesakit, dan mengurangkan slip dan kesibukan bagi profesional penjagaan kesihatan mereka.

Dalam membersihkan produk dan mencuci pakaian

Natrium poliakrilat berfungsi sebagai pemekat dalam larutan hipoklorit yang digunakan dalam campuran pemutihan.

Ia juga merupakan sebahagian daripada komposisi pencuci kerana semasa mencuci ia berfungsi sebagai penyebar zarah kotoran, menjadikannya dalam keadaan tergantung, meningkatkan keputihan dan meningkatkan prestasi pembersihan umum deterjen.

Ini disebabkan oleh banyak cas negatif atau anionik yang membantu menangguhkan zarah kotoran, menjadikannya paling berkesan dalam deterjen berbutir atau serbuk dan mencuci pada pH alkali (iaitu asas).

Bahan pencuci mengandungi sodium polyacrylate yang membolehkan mereka mencuci pakaian dengan lebih baik. Pengarang: Frank Habel. Sumber: Pixabay.

Dalam industri makanan

Ia telah digunakan secara meluas sebagai bahan pengental dan penyediaan yang menggunakan sifat fizikokimia.

Sebagai contoh, ia digunakan sebagai penyebar untuk pigmen mineral atau pengisi seperti kalsium karbonat atau kaolin semasa pembuatan kertas atau kadbod yang bersentuhan dengan semua jenis makanan, kecuali digunakan jika bersentuhan dengan susu formula atau susu ibu.

Ini juga berfungsi sebagai penyerap cairan dalam bahan yang bersentuhan dengan makanan. Ia menyerap lebihan air dari semua jenis makanan segar, seperti ayam, ikan, daging, sayur-sayuran, dan buah-buahan.

Pakej makanan segar mungkin mengandungi natrium poliakrilat untuk menyerap air yang dapat mereka lepaskan. Pengarang: Shutterbug75. Sumber: Pixabay.

Dalam industri penghasil gula, penggunaannya semasa penyejatan air dari jus bit atau tebu memungkinkan terjebaknya ion logam dan dengan demikian dapat mengawal pembentukan zat galian mineral dalam peralatan.

Dalam pengalaman untuk meningkatkan pemulihan sisa minyak

Dalam industri minyak, saat ini digunakan bersama dengan polimer akrilik lain untuk menebal air yang disuntik ke dalam beberapa telaga dan memihak kepada penyingkiran sisa minyak yang berkesan untuk pemulihan.

Selain itu, natrium poliakrilat telah digunakan dalam ujian untuk mencegah pemendakan kalsium dan magnesium dan dengan itu mencegah pengotoran peralatan semasa pemulihan minyak dari telaga banjir polimer.

Dalam industri plastik

Natrium poliakrilat sering ditambahkan ke plastik polivinil klorida, atau PVC (PolyVinyl Chloride) sebagai pengubah kekuatan impak dan alat pemprosesan.

Paip PVC yang digunakan dalam pembinaan rumah dan bangunan mungkin mengandungi natrium poliakrilat untuk meningkatkan ketahanannya. Pengarang: Pisauikan. Sumber: Pixabay.

Di antara ciri-ciri yang mesti dimiliki untuk memenuhi fungsi-fungsi ini adalah mempunyai beberapa ketidakcocokan (tidak bercampur) dengan polimer lain, untuk membentuk kawasan bebas kecil.

Pada masa yang sama, ia mesti menghasilkan beberapa ikatan antara muka yang kuat dengan asas atau polimer matriks untuk membolehkan pemindahan tekanan yang baik melalui ikatan ini.

Sekiranya pengubah hentaman terlalu serasi atau tidak dapat dicampur, ia tidak akan meningkatkan ketahanan hentaman, tetapi jika tidak serasi sepenuhnya, sebatian asas kehilangan kekuatan atau ketangguhannya.

Atas sebab ini, natrium poliakrilat berguna dalam aplikasi ini.

Dalam pelbagai aplikasi

Natrium poliakrilat digunakan dalam industri pulpa dan kertas sebagai penyebar.

Ini disebabkan oleh kemampuannya untuk mengurung atau memerangkap (dan tidak melepaskan) kation multivalen berbahaya (iaitu, berbilang muatan), seperti aluminium Al ³⁺ dan kalsium Ca ²⁺ , kompleks dengan ini.

Ia tahan terhadap pH tinggi, suhu tinggi, dan daya ricih atau ricih tinggi. Walau bagaimanapun, jika kation multivalen berada dalam kepekatan tinggi, mereka dapat memendapkan poliakrilat sehingga menyebabkan kehilangan keberkesanannya.

Ia juga digunakan dalam industri kosmetik sebagai pengental dan pengemulsi.

Oleh kerana kemampuannya menyerap air dengan cepat, ia digunakan sebagai penyekat air pada kabel fiber optik. Ini adalah kabel yang digunakan untuk penghantaran Internet dan isyarat telefon.

Di dalam kabel serat optik terdapat natrium poliakrilat untuk menyerap kelembapan yang dapat menembusnya dan mencegah kerosakan. Pengarang: Planet fox. Sumber: Pixabay.

Natrium poliakrilat adalah yang mengisi pek gel sejuk yang digunakan untuk merawat kesakitan yang disebabkan oleh pukulan atau kecederaan, atau untuk mengangkut ubat-ubatan atau bunga.

Beg gel sejuk digunakan untuk melegakan kesakitan akibat kecederaan sukan. yamada kazuyuki dari Higashi-betsuin, Jepun. Sumber: Wikimedia Commons.

Dengan natrium poliakrilat, boneka kecil dibuat yang mengembang atau bertambah dalam jumlah apabila dibiarkan merendam di dalam air.

Risiko

Walaupun natrium poliakrilat tidak beracun, pengambilan butirannya secara lisan menyebabkan mereka mengembang apabila bersentuhan dengan air liur.

Oleh itu, pengambilannya adalah risiko yang besar kerana boleh menyebabkan penyumbatan saluran udara. Ini bermaksud bahawa ia boleh menghalang pernafasan. Sebaliknya, jika dihirup dalam jumlah kecil, tidak cukup untuk menyebabkan halangan, ia menjengkelkan kerana bernafas kerana sifat pengeringan.

Natrium poliakrilat semakin banyak digunakan di wad perubatan dan geriatrik, yang diletakkan di dalam botol air kencing di sebelah pesakit, menjadikannya risiko bahawa pesakit tua yang keliru dapat menelannya.

Atas sebab ini, pesakit jenis ini mesti dipantau secara berterusan.

Ia tidak merengsakan kulit. Ia tidak mudah terbakar.

Rujukan

1. Bajpai, P. (2015). Bahan Kimia Pulpa dan Kertas. Garam poliakrilat. Dalam Industri Pulpa dan Kertas. Dipulihkan dari sciencedirect.com.
2. Wypych, G. (2017). Bau berhubung dengan polimer yang berbeza. Poliakrilat. Dalam Buku Panduan Bau dalam Bahan Plastik (Edisi Kedua). Dipulihkan dari sciencedirect.com.
3. Burckett St Laurent, J. (2007). Pembersihan Dobi Tekstil. Polimer. Dalam Buku Panduan Pembersihan / Pembasmian Pencemaran Permukaan. Dipulihkan dari sciencedirect.com.
4. Wickstone, L. et al. (2018). Risiko sesak nafas akibat pengambilan Vernagel. Ann R Coll Surg Engl 2018; 100: e176-e177. Dipulihkan dari ncbi.nlm.nih.gov.
5. Wypych, G. (2015). Prinsip penurunan haba. Poliakrilat. Dalam Degradasi dan Penstabilan PVC. Dipulihkan dari sciencedirect.
6. Medina-Torres, L. et al. (2014). Rheologi Sodium Polyacrylate sebagai Pengemulsi yang digunakan dalam Emulsi Kosmetik. Penyelidikan Kimia Industri & Kejuruteraan 2014, 53, 47, 18346-18351. Dipulihkan dari pubs.acs.org.
7. Buku Kimia. (2016). Natrium poliakrilat. Dipulihkan dari chemicalbook.com.
8. SCCO. (2019). Polimer Superabsorben (SAP). Dipulihkan dari sapgel.com.