Asam poliakrilat adalah polimer unik dengan kapasitas penyerapan air yang tinggi. Senyawa ini secara biologis inert, sehingga banyak digunakan dalam pembuatan produk kebersihan dan kosmetik, serta bahan pembantu dalam pengobatan. Poliakrilat (garam asam), yang telah meningkatkan sifat fisik dan mekanik, memiliki cakupan yang lebih luas.
Deskripsi
Asam poliakrilat adalah zat makromolekul, unit monomernya adalah senyawa CH2=CH−COOH (asam akrilat atau propenoat, asam etenakarboksilat). Polimer ini tidak memiliki toksisitas, kelarutan air yang baik dan ketahanan alkali yang tinggi.
Rumus kimia asam poliakrilat adalah (C2H3COOH) . Rumus struktur senyawa ditunjukkan pada gambar di bawah ini.
Asam poliakrilat adalah asam poliakrilat yang khas. Makromolekulnya memiliki gugus fungsi yang memiliki kemampuan untukuntuk disosiasi elektrolitik. Itu muncul sebagai cairan kuning bening atau bubuk granular putih.
Properti
Sifat fisik dan kimia utama asam poliakrilat adalah:
- Suhu di mana polimer ini menjadi padat, melewati fase kristalisasi (kondisi kaca) - 106 °C.
- Ketika dipanaskan, anhidrida terbentuk, dan jika suhu melebihi 250 °C, maka reaksi eliminasi karbon dioksida dari gugus karboksil - COOH dimulai, serta ikatan silang makromolekul, yang mengarah pada pembentukan polimer struktur spasial dan peningkatan derajat polimerisasi.
- Garam dari polimer ini memiliki stabilitas termal yang lebih besar. Sifat ini digunakan untuk menghasilkan serat cangkok asam poliakrilat yang kuat.
- Saat berinteraksi dengan alkali (C2H3COOH) membentuk garam, di reaksi dengan alkohol - ester.
- Setelah polimerisasi dalam pelarut, polimer menjadi keras dan rapuh dan mempertahankan kualitas ini bahkan pada suhu 240 °C.
- Ketika alkohol dengan berat molekul rendah bereaksi dengan asam ini, diperoleh ester dari struktur spasial yang berbeda.
- Perubahan tajam dalam sifat polimer terjadi pada tingkat konversi gugus fungsi yang sangat rendah (hanya 0,1% etilen glikol yang diperlukan untuk mengikat molekul dengan massa 50 kDa).
Salah satu sifat larutan asam poliakrilat adalah ketikapeningkatan berat molekul polimer tertentu juga meningkatkan viskositas larutan, yang dikaitkan dengan pertumbuhan makromolekul dan pengaruhnya terhadap air. Pada saat yang sama, viskositas larutan tidak bergantung pada tegangan geser yang diterapkan dan merupakan nilai konstan pada rentang pengukuran yang luas, berbeda dengan polimer polielektrolit lainnya. Ketika keasaman larutan berubah, serat asam poliakrilat mengalami kontraksi atau pemanjangan sebagai akibat dari konversi energi kimia menjadi energi mekanik.
Kelarutan
(C2H3COOH) larut dengan baik dalam zat berikut:
- air;
- dietilen dioksida;
- metil dan etil alkohol;
- asam format amida;
- dimetilformamida.
Larutan asam poliakrilat dalam air memiliki efek polielektrolit (mampu disosiasi elektrolitik), yang meningkat secara linier dengan peningkatan derajat netralisasi.
Zat tidak larut dalam senyawa seperti:
- monomer asam akrilat;
- aseton;
- etoksietana;
- hidrokarbon.
Dengan larutan kationik dan surfaktan, zat tersebut dapat membentuk garam yang tidak larut.
Terima
Sintesis asam poliakrilat dilakukan dengan polimerisasi monomer. Reaksi berlangsung dalam media berair, di mana zat pengikat silang ditambahkan, atau dalam pelarut organik. Pencampuran biasanya dilakukan dalam reaktor dayung dan permukaan peralatandidinginkan hingga 70 °C dengan refrigeran cair. Produk akhirnya adalah gel - polimer hidrofilik yang aktif menyerap kelembapan.
Larutan asam berair yang lebih stabil dapat diperoleh dengan aksi hidrogen peroksida dan penambahan sejumlah kecil para-dihidroksibenzena dengan natrium tioglikolat, yang digunakan untuk mengontrol berat molekul. Produk akhir dari reaksi digunakan dalam kedokteran gigi.
Aplikasi asam poliakrilat
Polimer ini paling banyak digunakan sebagai superabsorben (untuk menangkap dan menahan cairan) pada pengisi popok bayi dan dewasa, pembalut wanita, popok sekali pakai dan produk sejenis lainnya.
Area lain di mana asam poliakrilat digunakan adalah:
- pertanian adalah bahan untuk perbaikan tanah;
- industri - penstabil dan flokulan larutan koloid;
- tanning dan produksi tekstil - zat untuk mengurangi elektrifikasi dalam pembuatan kulit dan produksi serat;
- elektronik - komponen penghubung dalam baterai lithium-ion;
- industri - dalam sistem pendingin dan pendingin udara sebagai inhibitor deposit dan komponen homogenitas (pembangkit listrik, kilang baja dan minyak, pupuk).
Bahan ini juga digunakan sebagai aditif dalam produksi film yang meningkatkan kemampuannya untuk diwarnai dan melekatdengan bahan lain.
Kedokteran
Asam dan garamnya digunakan dalam pengobatan untuk tujuan berikut:
- pembawa zat aktif;
- komponen salep hemostatik, bahan tenun dan bukan tenunan yang digunakan untuk luka bakar dan peradangan untuk mempercepat penyembuhan luka;
- pengikat dalam bahan pengisi di kedokteran gigi.
Kelebihan bahan ini adalah inert secara biologis dan dapat digunakan bersama dengan senyawa bioaktif (enzim, antibiotik, faktor pertumbuhan, dll.).
Poliakrilat
Garam asam poliakrilat adalah polimer ester dari senyawa ini. Secara penampilan, mereka menyerupai parafin. Mereka dicirikan oleh properti berikut:
- ketahanan terhadap alkali dan asam encer, cahaya dan oksigen;
- penguraian dengan larutan alkali diamati pada suhu 80–100 °C, dengan pembentukan asam poliakrilat;
- ketika dipanaskan di atas 150 °C, mereka mengalami destruksi termal, molekul poliakrilat berikatan silang, monomer (sekitar 1%) dan produk volatil dilepaskan;
- poliakrilat sangat larut dalam monomer, eter, hidrokarbon, dan aseton.
Garam asam poliakrilat diproduksi dengan polimerisasi emulsi atau suspensi, dalam produksi skala kecil dengan polimerisasi blok.
Penggunaan poliakrilat
Senyawa ini digunakan dalam produksi bahan-bahan berikut:
- gelas organik;
- berbagai film;
- serat sintetis;
- bahan lukis (enamel, pernis, resin);
- komposisi perekat dan impregnasi (emulsi) untuk kain, kertas, kulit, kayu.
Pernis berdasarkan poliakrilat memiliki kinerja tinggi:
- daya rekat tinggi pada permukaan logam dan berpori;
- kualitas dekoratif yang baik;
- air, UV, cuaca, tahan alkali;
- pelestarian sifat dekoratif jangka panjang (kilau dan elastisitas) - hingga 10 tahun.
Mereka digunakan untuk mewarnai produk seperti:
- mobil, pesawat dan peralatan lainnya;
- mengurutkan logam;
- plastik;
- produk percetakan;
- produk industri elektronik;
- industri makanan (produksi kaleng).
Natrium poliakrilat
Natrium poliakrilat sangat larut dalam air dan tidak mengubah strukturnya bahkan pada suhu 240 °C. Senyawa ini digunakan dalam pembuatan larutan segar atau garam untuk mengurangi viskositasnya. Sodium polyacrylate mampu mengemulsikan mikrokristal, pasir mikro dari karbonat, sulfat dan fosfat.
Bahan ini digunakan dalam industri berikut:
- industri minyak - persiapan cairan pengeboran;
- industri kimia - manufakturdeterjen, salju buatan, dan juga sebagai pengental cat dan pernis;
- pertanian - produksi pupuk;
- industri kertas dan pulp - pembuatan serbet, kertas toilet;
- pembuatan saniter.
Cairan pengeboran yang diformulasikan dengan senyawa ini memiliki manfaat sebagai berikut:
- kepadatan rendah;
- kehalusan;
- kelarutan asam yang baik diperlukan saat mengebor;
- tahan suhu tinggi (hingga 240 °C);
- keselamatan lingkungan.
Tas rias
Dalam industri kosmetik, natrium poliakrilat digunakan sebagai pengental dalam pembuatan produk seperti:
- hairspray;
- gel mandi;
- krim;
- sampo;
- masker wajah;
- busa mandi.
Keunikan sifat suplemen ini terletak pada kenyataan bahwa setiap partikel terkecil natrium poliakrilat membengkak dalam air dan menciptakan perasaan lembut dan halus pada kulit. Karena zat ini memiliki struktur elastomer seperti silikon, itu adalah agen tekstur yang baik. Kelebihan kosmetik dengan tambahannya adalah tidak lengket, dapat memberikan hasil matte atau satin. Beberapa produsen menambahkan natrium poliakrilat ke kosmetik warna.
