Свойства водных растворов полиакриловой кислоты

Полиакриловая кислота представляет собой высокомолекулярное вещество, мономерным звеном которого является соединение СН2=СН−СООН (акриловая или пропеновая, этенкарбоновая кислота). Полиакриловая кислота (PAA или ПАК) – это нетоксичное, растворимое в воде вещество, которое может использоваться в высокощелочных средах без выпадения осадка. Она может диспергировать микрокристаллы или микропесок карбоната кальция, фосфата кальция и сульфата кальция. Полиакриловая кислота используется в качестве ингибитора накипи и диспергатора в системах циркуляционного водяного охлаждения в текстильной промышленности, в производстве бумаги, красителей, керамики и других отраслях.

Способ получения

Получение полиакриловой кислоты производят с помощью полимеризации мономера. Производство полиакриловой кислоты осуществляется на производственных мощностях ООО «НПП Спецавиа». Реакция происходит в водной среде, куда добавляют сшивающий агент, или в органических растворителях. Смешивание обычно производится в реакторе с лопастными мешалками, а поверхность оборудования охлаждают до 70 °C жидким хладагентом. Конечный продукт представляет собой гель – гидрофильный полимер, активно впитывающий влагу.

Более стабильный водный раствор кислоты можно получить под воздействием перекиси водорода и добавлением небольшого количества пара-дигидроксибензола с тиогликолятом натрия, применяемых для регулирования молекулярной массы. Конечный продукт представляет собой прозрачную жидкость янтарного цвета.

Водный раствор полиакриловой кислоты находит применение в технологических процессах в роли стабилизатора и флокулянта коллоидных систем. Кроме того, её используют как структурообразователь, загуститель.

Свойства

Основные физико-химическими свойства полиакриловой кислоты:

  • При взаимодействии со щелочами (C2H3COOH)n образует соли, в реакции со спиртами — сложные эфиры.
  • Полиакриловая кислота хорошо растворима в следующих соединениях: этиловом и метиловом спиртах, диоксане, ДМФА, формамиде.
  • Не растворима: в ацетоне, углеводородах, в своем мономере, диэтиловом эфире.
  • При нагреве образуются ангидриды, а если температура превышает 250 °С, то начинается реакция отщепления диоксида углерода из карбоксильной группы – COOH, а также сшивание макромолекул, что приводит к получению полимеров пространственного строения и увеличению степени полимеризации.
  • Вязкость водного раствора полиакриловой кислоты увеличивается при возрастании степени нейтрализации.
  • Данный полимер становится твердым при температуре 106°, минуя фазу кристаллизации (стеклообразное состояние).
  • Резкое изменение свойств полимера происходит при очень малой степени превращения функциональных групп (для сшивания молекул массой 50 кДа требуется только 0,1% этиленгликоля).
  • После полимеризации в растворителях полимер становится твердым и хрупким и сохраняет эти качества даже при температуре 240 °C.
  • При реакции низкомолекулярных спиртов с данной кислотой получают сложные эфиры разного пространственного строения.
  • Соли этого полимера имеют высокую термическую стойкость. Это свойство используется для получения прочных волокон с привитым слоем полиакриловой кислоты.

Одним из свойств водного раствора полиакриловой кислоты является то, что при увеличении молекулярной массы данного полимера возрастает также и вязкость раствора, что связано с ростом макромолекул и их воздействием на воду. В то же время вязкость раствора не зависит от приложенного напряжения сдвига и является постоянной величиной в широком диапазоне измерений, в отличие от других полиэлектролитных полимеров. Волокна полиакриловой кислоты при изменении кислотности раствора претерпевают сокращение или удлинение в результате превращения химической энергии в механическую.

Применение

Полиакриловая кислота выступает в качестве ингибитора отложений и диспергатора в системах циркуляционного водяного охлаждения на электростанциях, сталелитейных предприятиях, заводах по производству удобрений, нефтеперерабатывающих заводах, а также в системах кондиционирования. Дозировка зависит от качества воды и материала оборудования.

Наибольшее распространение этот полимер получил в качестве суперадсорбента (для захвата и удерживания жидкости) в наполнителях для детских и взрослых подгузников, гигиенических прокладок, одноразовых пеленок и прочих подобных изделиях.

Другими областями, где применяются полиакрилаты, являются:

  • сельское хозяйство – материал для улучшения свойства почв;
  • промышленность – стабилизаторы и флокулянты коллоидных растворов;
  • кожевенное и текстильное производство – вещества для снижения электризации при выделке кож и получении волокон;
  • электроника – связующий компонент в литий-ионных аккумуляторах;
  • промышленное производство – в системах водяного охлаждения и кондиционирования в качестве ингибитора отложений и компонента, поддерживающего однородность смесей.
  • полиакриловая кислота и её соли используются в медицине в качестве компонента кровоостанавливающих мазей, тканых материалов, как добавки к пломбировочным материалам;
  • в косметологической промышленности применяется как загуститель для лаков, шампуней, гелей для душа, кремов.

Также это вещество применяется в качестве добавки при производстве пленок, которые улучшают их способность окрашиваться и сцепляться с другими материалами.

Аналоги конкурентов

Рассмотрим производителей полиакрилатов, которые поставляют продукцию на российский рынок. Так, например, компания «СиноТэк» поставляет и производит реагенты для нужд производителей асфальтобетона, лакокрасочных материалов, подготовки и очистки промышленных вод. Они производят диспергаторы на основе полиакрилатов натрия и аммония, под названием «Дисперол», которые используются как смачивающие и диспергирующие агенты для неорганических пигментов и наполнителей в водных системах, способствуют равномерному коллоидальному распределению частиц в этой среде за счет тонкого измельчения и стабилизации полученной дисперсии. Улучшают стабильность при хранении высокопигментированных дисперсионных красок.

Компания «G&T Polymer Technologies» предлагает спектр различных полиакрилатов под любое применение.

Наши конкретные преимущества

Компания «НПП Спецавиа» отличается длительным сроком работы в области получения и высокотехнологичного применения высокомолекулярных соединений. Основными направлениями компании является синтезирование, лабораторные исследования растворов в собственной аккредитованной испытательной лаборатории и консультирование по любым производственным и снабженческим вопросам интересующих заказчиков.

При заказе продукции вы получите полное информационное сопровождение, сможете использовать консультации, получить помощь в подборе концентрации. Доставка производится в соответствии с требованиями к условиям транспортировки материалов. Звоните менеджерам и заказывайте любые объемы продукции.


Возврат к списку