聚丙烯酸钠

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聚丙烯酸钠,英文名Sodium polyacrylate,缩写PAAS或简称PAA-Na,结构式为[-CH2-CH(COONa)]n-。是—种水溶性高分子化合物。商品形态的聚丙烯酸钠,相对分子质量小到几百,大到几千万,外观为无色或淡黄色液体、粘稠液体、凝胶、树脂或固体粉末,易溶于水。因中和程度不同,水溶液的pH一般在6-9。能电离,有或无腐蚀性。易溶于氢氧化钠水溶液,但在氢氧化钙氢氧化镁等水溶液中随碱土金属离子数量增加,先溶解后沉淀。无毒。

分子式:[C3H3O2Na]n

分子量:一般10↑3-10↑7数量级

CAS号:【9003-04-7】  

目录

性质

水溶性直链高分子聚合物。小相对分子质量的为液体,大的可为固体。固体的商品为白色粉末或颗粒,无臭无味,遇水膨胀,易溶于苛性钠水溶液。吸湿性极强。具有亲水和疏水基团的高分子化合物。缓慢溶于水形成极粘稠的透明液体,其0.5%溶液的粘度约Pa•s,粘性并百因吸水膨润(如CMC,海藻酸钠)产生,而是由于分子内许多阴离子基团的离子现象使分子链增长,表现粘度增大而形成高粘性溶液。其粘度约为CMC、海藻酸钠的15-20倍。加热处理、中性盐类、有机酸类对其粘性影响很小,碱性时则粘性增大。不溶于乙醇丙酮等有机溶剂。强热至300度不分解。久存粘度变化极小,不易腐败。因系电解质,易受酸及金属离子的影响,粘度降低。遇足量二价以上金属离子(如铝、铅、铁、钙、镁、锌)形成其不溶性盐,引起分子交联而凝胶化沉淀。但是二价金属离子量少时仍为溶液,因此可作为洗涤助剂,起到防止污垢再沉积的作用。pH=4.0以下时可能产生沉淀。随着相对分子质量增大,聚丙烯酸钠自无色稀溶液至透明弹性胶体乃至固体。性质、用途也随相对分子质量不同而有明显区别。相对分子质量在1000-10000的,可作为分散剂,应用于水处理(分散剂或阻垢剂)、造纸、纺织印染、陶瓷等工业领域。用作造纸涂布分散剂时,相对分子质量在2000-4000,涂料浓度在65%~70%时,仍可有良好流变性和熟化稳定性。分子量在1000-3000之间的,用作水质稳定剂和黑液浓缩时结垢控制剂。分子量在10以上的,用作涂料增稠剂和保水剂,可使羧基化丁苯胶乳、丙烯酸酯乳液等合成胶乳黏度增长,避免水分析出,保持涂料体系稳定。分子量在10以上的,用作絮凝剂。还可用作高吸水性树脂,土壤改良剂,以及在食品工业中作增黏剂、乳化分散剂等。  

加工或制造方法

1、相对分子质量小时,丙烯酸在引发剂和链转移剂存在下聚合,用氢氧化钠中和即可得到产品。控制反应温度,引发剂和链转移剂的种类和用量,单体浓度、反应时间和加料方式等条件,可得到不同相对分子质量的产品。

2、相对分子质量高时,丙烯酸用氢氧化钠中和,精制后,在引发剂存在下聚合,既得产品。固体形态的产品可经过干燥、造粒或粉碎得到。  

用途

食品级聚丙烯酸钠的用途

1、增稠剂。在食品中有如下功效:(1)增强原料面粉中的蛋白质粘结力。(2)使淀粉粒子相互结合,分散渗透至蛋白质的网状结构中。(3)形成质地致密的面团,表面光滑而具有光泽。(4)形成稳定的面团胶体,防止可溶性淀粉渗出。(5)保水性强,使水分均匀保持于面团中,防止干燥。(6)提高面团的延展性。(7)使原料中的油脂成分稳定地分散至面团中。2、作为电解质与蛋白质相互作用,改变蛋白质结构,增强食品的粘弹性,改善组织。3、应用举例:(1)面包、蛋糕、面条类、通心面、提高原材料利用率,改善口感和风味。用量0.05%。(2)水产糜状制品、罐头食品、紫菜干等,强化组织,保持新鲜味,增强味感(3)调味酱、番茄沙司、蛋黄酱、果酱、稀奶油、酱油,增稠剂及稳定剂。(4)果汁、酒类等,分散剂。(5)冰淇淋、卡拉蜜尔糖,改善味感及稳定性。(6)冷冻食品、水产加工品,表面胶冻剂(保鲜)。4、由于在水中溶解较慢,可预先与砂糖、粉末淀粉糖浆乳化剂等混合,以提高溶解速度。5、作糖液、盐水、饮料等的澄清剂(高分子凝聚剂)。

食品安全:。国外从上世纪六十年代就开始将聚丙烯酸钠用于多种食品的增稠、增筋和保鲜等, 是美国FDA、日本厚生省等批准使用的食品添加剂, 2000年中国卫生部也正式批准为食品级增稠剂。

使用限量:按照我国食品添加剂标准规定。  

水处理剂——分散剂

水处理剂——分散剂:小相对分子质量的用于水处理,可在碱性和中浓缩倍数条件下运行而不结垢。PAAS能将碳酸钙硫酸钙等盐类的微晶或泥沙分散于水中而不沉淀,从而达到阻垢目的。

PAAS是一种常用的分散剂,除了用于水处理还,还广泛大量应用于造纸、纺织、印染行业做浆料分散剂,用于陶瓷工业做碳酸钙分散剂,用于涂料行业做颜料分散剂等。

聚丙烯酸钠是成熟工业产品,有行业标准。标准号为:HG/T2838-1997。标准规定产品外观为无色至黄色液体,固含量大于等于30%。

高相对分子质量的用于絮凝剂。  

水处理剂——絮凝剂

:聚丙烯酸钠是一种线状、可溶性的高分子化合物,其分子链上的羧基由于静电相斥作用,使得曲绕的聚合物链伸展,促成具有吸附性的功能团外露到表面上来,由于这些活性点吸附在溶液中悬浮粒子上,形成粒子间的架桥,从而加速了悬浮粒子的沉降。 作为絮凝剂的聚丙烯酸钠其相对分子质量可达几百万,其商品形态为黄色粘稠液体,固含量或达8%许,相应特性粘数η≥3.40。

聚丙烯酸钠絮凝剂是特别适用于烧碱和纯碱行业盐水精制、氧化铝生产的赤泥沉降分离、味精厂废水中蛋白质回收和制糖等行业的高分子材料。  

造纸化学品

造纸化学品造纸涂料上作为分散剂。最合适的相对分子质量是2000-3000。商品形态一般是30%或42%固含量。粘度小于600mPa.s。外观无色透明至琥珀色液体。pH在6-9之间。  

其他领域

洗涤剂中作为洗涤助剂,起分散作用或防污垢再沉积作用。油田上作为堵漏剂。农业上作为土壤保湿剂。医药上作为药物载体。化肥工业作为化肥的控释剂。作为高吸水树脂应用于尿布、卫生巾等。

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