全面分析聚丙烯酸鈉可以應(yīng)用在哪些方面

【資料簡(jiǎn)介】

全面分析聚丙烯酸鈉可以應(yīng)用在哪些方面

聚丙烯酰胺為白色粉末，無(wú)臭、無(wú)味，吸濕性強(qiáng)。具有親水和疏水基團(tuán)的高分子化合物。緩慢溶于水形成極度黏稠的透明液體，其黏度并非因吸水脹潤(rùn)而成，而是由于它分子鏈的增長(zhǎng)，表現(xiàn)為黏度增大而形成高黏度溶液，其黏度為CMC及海藻酸鈉的15～20倍。加熱處理、中性鹽類、有機(jī)酸對(duì)其黏性影響很小，堿性時(shí)黏度增大。加熱至300℃時(shí)不分解。

但當(dāng)pH4以下時(shí)，會(huì)產(chǎn)生沉淀。在食品中，它可增強(qiáng)面粉中的蛋白質(zhì)黏結(jié)力，使淀粉粒子相結(jié)合，分散滲透到蛋白質(zhì)的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中，形成質(zhì)地致密、穩(wěn)定的面團(tuán)膠體，使面團(tuán)表面光滑而具有光澤，保水性強(qiáng)，可使水分均勻保持在面團(tuán)中，防止干燥，與蛋白質(zhì)相互作用可改善蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)食品的彈性，改善組織。

聚丙烯酸鈉根據(jù)相對(duì)分子質(zhì)量大小的差異而具有不同的用途，可分為低相對(duì)分子質(zhì)量聚丙烯酸鈉(約1 000～5 000)，主要起分散作用；中相對(duì)分子質(zhì)量(約l04～l06)，主要起增稠作用；高相對(duì)分子質(zhì)量(約l06～107)，主要起絮凝作用。對(duì)于超低相對(duì)分子質(zhì)量(700以下)的聚丙烯酸鈉鹽的用途還未開(kāi)發(fā)，超高相對(duì)分子質(zhì)量的聚丙烯酸鈉高吸水性樹(shù)脂，主要用作吸水劑。

聚丙烯酸鈉應(yīng)用領(lǐng)域覆蓋日用化學(xué)工業(yè)、農(nóng)業(yè)、石油工業(yè)、工業(yè)循環(huán)水系統(tǒng)、礦業(yè)、涂料、造紙、紡織、建筑和醫(yī)藥衛(wèi)生等行業(yè)。由于其應(yīng)用領(lǐng)域的拓展，合成聚丙烯酸鈉的技術(shù)得到迅速發(fā)展。通過(guò)丙烯酸或丙烯酸酯與氫氧化鈉反應(yīng)得到丙烯酸鈉單體，除去醇類，經(jīng)濃縮后調(diào)pH，以過(guò)硫酸銨為催化劑聚合而成。
應(yīng)用
1. 低相對(duì)分子質(zhì)量的聚丙烯酸鈉的應(yīng)用
低相對(duì)分子質(zhì)量的聚丙烯酸鈉具有廣泛的用途，特別是相對(duì)分子質(zhì)量小于2×l04的聚丙烯酸鈉應(yīng)用更為迅速，在日用化工領(lǐng)域主要用作水溶性表面活性劑、洗滌助劑等。因?yàn)榫郾┧徕c具有螯合多價(jià)離子、分散污垢團(tuán)粒和鈣皂的作用，在污垢顆粒上有很強(qiáng)的吸附力，能提高陰離子表面活性劑的去污力。而且它具有良好的熱穩(wěn)定性和較強(qiáng)的抗冷水、硬水的能力，生物降解度高；在特種洗滌劑、清洗粉中可部分替代三聚磷酸鈉以減少對(duì)環(huán)境的污染。

低相對(duì)分子質(zhì)量聚丙烯酸鈉有良好的水溶性和較大的極性，能夠結(jié)合水中的鈣、鎂等多價(jià)離子形成可溶的鏈狀陰離子體，因此它在工業(yè)熱交換設(shè)備中應(yīng)用較廣，主要用作鍋爐防垢和阻垢用劑。相對(duì)分子質(zhì)量在500- 5000的低相對(duì)分子質(zhì)量聚丙烯酸鈉主要起分散劑作用。

在石油工業(yè)的油田化學(xué)領(lǐng)域用作降黏劑和鉆井泥漿穩(wěn)定劑等；在涂料、造紙、陶瓷及紡織工業(yè)用作顏料分散劑；此外在金屬材料中用作新型的淬火劑；在橡膠工業(yè)用作增稠劑；在氯化銨等無(wú)機(jī)鹽中作防結(jié)塊劑；在采礦中作礦物浮選劑。它在食品工業(yè)、皮革工業(yè)、印刷業(yè)、塑料工業(yè)、醫(yī)學(xué)、藥學(xué)及金屬離子廢液的金屬回收等方面也見(jiàn)到應(yīng)用。

2. 中、高相對(duì)分子質(zhì)量聚丙烯酸鈉的應(yīng)用
中、高相對(duì)分子質(zhì)量聚丙烯酸鈉易溶于水，且其吸附和結(jié)構(gòu)上空間效應(yīng)的影響。使溶液中的少量正電荷離子以沉淀的形式沉聚出來(lái)。故中、高相對(duì)分子質(zhì)量聚丙烯酸鈉作為絮凝劑可用于電解食鹽水精制、氧化鋁生產(chǎn)中成赤泥的分離及工業(yè)污水的處理等方面。中、高相對(duì)分子質(zhì)量聚丙烯酸鈉在生物方面對(duì)動(dòng)植物蛋白的絮凝有作用。

可以用于回收食品工業(yè)廢水中的大量蛋白質(zhì)。高相對(duì)分子質(zhì)量聚丙烯酸鈉能產(chǎn)生寬廣范圍的黏度和流動(dòng)性，低添加量可產(chǎn)生高黏度，且產(chǎn)品黏度受環(huán)境溫度的影響較小。還能使不溶性組分永懸浮于體系中，有助于提高產(chǎn)品的穩(wěn)定性，延長(zhǎng)成品的儲(chǔ)存期。因此它在日用化學(xué)工業(yè)中常用作化妝品(如面膜、護(hù)膚霜等)增稠劑，對(duì)化妝品乳液的穩(wěn)定性起著相當(dāng)重要的作用，配方師不必受各原料之間的兼容性限制，使療效性化妝品更趨于功能化、多元化；利用其成膜性制成頭發(fā)定型劑、睹喱水等。還可用作食品保鮮劑。

由于中、高聚丙烯酸鈉無(wú)毒又溶于水，食用前稍加洗滌即可除去。且聚丙烯酸鈉在食品表層能形成一層高分子膜，可使食品隔絕空氣，聚丙烯酸鈉對(duì)金屬離子的螯合作用也有助于防止食品的腐敗。

在石油工業(yè)的油田化學(xué)領(lǐng)域，可用作鉆井液的增黏劑、降濾失劑及黏土穩(wěn)定劑等；在冶金方面，用作鑄造過(guò)程的砂型黏合劑，使砂型耐用鑄件質(zhì)量好；在紡織方面，可用于合成纖維改性，使化纖染牢固、耐曬且光澤鮮艷；將其加入到陶瓷坯體用作陶瓷料漿減水劑，且對(duì)坯體干燥強(qiáng)度有一定的增強(qiáng)作用。此外還可用于墻體材料黏結(jié)劑、農(nóng)藥防漂散劑；酸化液及制藥等方面的增稠劑等等。

3. 聚丙烯酸鈉高吸水性樹(shù)脂的應(yīng)用
由于聚丙烯酸鈉高吸水性樹(shù)脂具吸水量大、保水性強(qiáng)和安全無(wú)毒等特點(diǎn)，使其在很多領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，其產(chǎn)品形態(tài)很多，不同的形態(tài)分別滿足不同的用途。在日化工業(yè)中應(yīng)用最為廣泛，如化妝品方面在制造護(hù)膚霜、香水和花露水等化妝品的過(guò)程中可加質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.5％ ～1.0％的高吸水性樹(shù)脂，既可防止香料和酒精的揮發(fā)又可保持香味持久，還起保水增稠、滋潤(rùn)皮膚的作用。

由于聚丙烯酸鈉高吸水性樹(shù)脂具有親水性基團(tuán)，使其在水、酒精中的溶解性好，因此用它作頭發(fā)定型劑，在干燥時(shí)有耐潮性，但洗發(fā)時(shí)又具有親水性易去除。在染發(fā)劑中加入聚丙烯酸鈉高吸水性樹(shù)脂，可提高染發(fā)效果；此外還可作為增稠劑、殺菌劑來(lái)配制營(yíng)養(yǎng)型藥物型化妝品。在留香材料方面，利用高吸水性樹(shù)脂對(duì)香料有較好的吸附作用和緩慢釋放作用，制成的空氣新鮮膠、飄香紙和芳香凝膠片的香味持久。

在衛(wèi)生用品方面，如夾到多層片當(dāng)?shù)姆蹱顦?shù)脂可制成兒童紙尿片和婦女衛(wèi)生巾，具有質(zhì)量輕、吸液量大和保水性好等優(yōu)點(diǎn)；還可制成成人用尿袋、紙巾、毛巾和鞋墊等。此外聚丙烯酸鈉高吸水性樹(shù)脂還可用作食品保鮮包裝材料和食品的增稠、保形添加劑(高吸水性樹(shù)脂添加量一般小于0.2％)。在農(nóng)林與園藝方面，可用于農(nóng)作物育種。將樹(shù)脂凝膠涂敷在種子表面，利用其吸水保水作用，提高種子發(fā)芽率和發(fā)芽速率?？勺鳛榛示忈寗?，如把固氮細(xì)菌或植物生長(zhǎng)微量營(yíng)養(yǎng)元素與樹(shù)脂混合使用可提高作物產(chǎn)量。

高吸水性樹(shù)脂還可用做土壤保濕劑，改良沙土地和土壤造田，這對(duì)人多地少的我國(guó)具有深遠(yuǎn)意義。在人工造林中，用聚丙烯酸鈉高吸水性樹(shù)脂處理種樹(shù)，可提高飛機(jī)播種出苗率；在苗圃移植之前用高吸水性樹(shù)脂處理幼苗根部，可防止根部水分的遺失，提高幼苗成活率，我國(guó)在這方面的應(yīng)用尚處于實(shí)驗(yàn)階段。由于聚丙烯酸鈉高吸水性樹(shù)脂吸水后形成的凝膠比較柔軟，具有人體適應(yīng)性，如對(duì)人體皮膚無(wú)刺激、無(wú)副反應(yīng)、不發(fā)生炎癥且不引起血液凝固等，這些都為其在醫(yī)藥方面的應(yīng)用創(chuàng)造了條件。

近年來(lái)聚丙烯酸鈉高吸水性樹(shù)脂已初步應(yīng)用于醫(yī)藥的各個(gè)方面如用于保持部分被測(cè)液的醫(yī)用檢驗(yàn)試片；制成含水量大、使用舒適的外用軟膏；能吸收手術(shù)及外傷出血和分泌液、并可防止化膿的醫(yī)用繃帶和棉球；能使水分和藥物通過(guò)而微生物不能通過(guò)的抗感染性人造皮膚、人造骨骼、人工肌肉和長(zhǎng)效凝膠等；此外聚丙烯酸鈉高吸水性樹(shù)脂在隱形眼鏡和緩釋藥物基材等制造過(guò)程中得到應(yīng)用。

土木建筑方面，利用高吸水性樹(shù)脂的水膨潤(rùn)性能，可制備水溶性密封膠、密封件、管路施工潤(rùn)滑劑、防節(jié)露壁紙和頂板襯墊止水板等，達(dá)到以水制水的目的；還可用于制備高強(qiáng)度混凝土、嵌條玻璃表面防霧劑等。此外聚丙烯酸鈉高吸水性樹(shù)脂還可用于人工降雪、電子材料、涂料及消防等各個(gè)領(lǐng)域。