POLIACRILATO DI SODIO (C3H3NAO2) N: STRUTTURA, PROPRIETÀ, USI, RISCHI - CHIMICA - 2025

Il poliacrilato di sodio è un composto organico ad alto peso molecolare formato dall'unione di molte unità o pezzi di un composto più piccolo, l'acrilato di sodio. La formula molecolare del poliacrilato di sodio è (C ₃ H ₃ NaO ₂ ) _n , e la formula estesa del suo monomero è –CH ₂ –CH (COONa) -.

Il poliacrilato di sodio ha molti pezzi ripetuti tutti uguali. Si tratta di un polielettrolita anionico, perché esso ha molti anioni carbossilato COO ^- , che sono a carico negativamente. Questo è ciò che gli conferisce le sue principali proprietà fisico-chimiche e ne favorisce i molteplici usi.

Formula del monomero o del pezzo ripetuto del polimero di poliacrilato di sodio, dove n rappresenta il numero di volte che viene ripetuto. Muso. Fonte: Wikimedia Commons.

Ha una grande affinità per l'acqua. Lo assorbe molto facilmente, formando un gel. Assorbe tutti i tipi di fluidi o soluzioni acquose. Questa proprietà lo rende utilizzato ad esempio in pannolini usa e getta e assorbenti igienici.

Viene anche utilizzato negli imballaggi per l'industria alimentare fresca per assorbire l'acqua in eccesso che possono produrre.

A causa della sua grande quantità di cariche negative, –COO ^- viene utilizzato nei detergenti per aiutare a sospendere le particelle di sporco. Funziona anche nei processi industriali in cui è necessario intrappolare ioni metallici positivi come calcio, alluminio e magnesio.

Il poliacrilato di sodio non è tossico, ma è molto importante non ingerirlo in quanto può assorbire l'acqua dalla saliva, aumentarne il volume e provocare soffocamento.

Struttura chimica

Il poliacrilato di sodio è un polimero, quindi è composto da tanti pezzi singoli tutti uguali e uniti tra loro. Tali pezzi, pezzi o unità sono chiamati monomeri.

Il poliacrilato di sodio è generato dall'unione di molte molecole di acrilato di sodio. Una volta uniti, i pezzi di acrilato di sodio perdono il doppio legame.

Per questo motivo, il poliacrilato di sodio ha una struttura senza doppi legami, con molti anioni carbossilati –COO ^- e molti ioni sodio Na ⁺ ad essi attaccati.

Poiché ha così tanti gruppi anionici ^- COO ^{- si} dice che sia un polielettrolita.

Il monomero o il singolo pezzo di poliacrilato di sodio ha una catena di due atomi di carbonio e un gruppo –COO ^- Na ⁺ attaccato ad esso, come indicato di seguito: –CH ₂ –CH (COO ^- Na ⁺ ) -.

Struttura del monomero di poliacrilato di sodio. Le linee tratteggiate indicano i legami con altri monomeri identici a questo. Edgar181. Fonte: Wikimedia Commons.

La quantità di monomeri può variare da poche decine a diverse centinaia.

Per questo motivo nella formula del polimero viene posta una n, poiché n simboleggia il numero di monomeri e questo numero può variare a seconda di ciò che vuole il produttore del polimero.

Nomenclatura

-Poliacrilato di sodio

-Sale sodico dell'acido poliacrilico

-Sale di sodio polimero dell'acido acrilico

-Sale di sodio dell'omopolimero dell'acido 2-propenoico (omopolimero significa che è un polimero omogeneo o che è composto da molte unità di un unico tipo di molecola)

Proprietà

Stato fisico

Polvere o granuli solidi bianchi.

Peso molecolare

Dipende dal numero di monomeri che compongono il polimero. Il poliacrilato di sodio con pesi molecolari, ad esempio, 1200, 2100, 8000 e 15000 viene prodotto commercialmente.

Densità

1,32 g / mL a 25 ° C.

pH

6-9

solubilità

Molto solubile in acqua.

Proprietà chimiche

Il poliacrilato di sodio ha un'elevata affinità per l'acqua. Le soluzioni acquose di poliacrilato di sodio sono altamente viscose e mostrano un'elevata viscosità.

È un polimero estremamente assorbente, soprattutto di acqua o fluidi acquosi. La sua velocità di assorbimento dell'acqua è molto elevata.

L'acqua è facilmente attratta da questo polimero, che una volta assorbito si trasforma in un gel. E ha una capacità molto elevata di trattenere l'acqua assorbita.

Tutto questo si spiega perché l'idrogeno nell'acqua forma ponti leganti con l'anione carbossilato ^- COO ^- del polimero. La polarità dell'acqua e del gruppo carbossilato favorisce questi legami idrogeno: –C - O- - -H - O - H.

Il poliacrilato di sodio stabilizza anche le emulsioni olio in acqua. Le parti della molecola di poliacrilato che sono legate all'olio –CH ₂ –CH– si legano ad esso e le parti ioniche o legate all'acqua –COO ^- Na ⁺ rimangono in esso. Pertanto, le goccioline di olio rimangono stabili nell'acqua.

Un'altra delle sue caratteristiche è che grazie alla sua grande quantità di anioni carbossilati -COO ^- il poliacrilato di sodio può facilmente attrarre ioni positivi o cationi metallici come calcio Ca ²⁺ , magnesio Mg ²⁺ o alluminio Al ³⁺ . Li unisce facilmente e non si lascia andare.

Non è tossico né inquinante ed è biodegradabile.

Ottenere

Per ottenere il poliacrilato di sodio, l'acido acrilico CH ₂ = CH-COOH e l'idrossido di sodio NaOH vengono fatti reagire per primi , in modo da ottenere l'acrilato di sodio CH ₂ = CH-COO ^- Na ⁺ .

Quest'ultimo viene sottoposto a riscaldamento in presenza di ammonio persolfato (NH ₄ ) ₂ S ₂ O ₈ per accelerare la reazione di polimerizzazione, dove ogni molecola di acrilato di sodio viene attaccata alla successiva tramite il doppio legame.

La soluzione ottenuta contiene poliacrilato di sodio. Quindi per evaporazione in determinate condizioni si ottiene il polimero secco.

applicazioni

Come assorbente in varie applicazioni

Il poliacrilato di sodio è utilizzato come superassorbente in diversi prodotti ampiamente utilizzati. Un grammo di questo polimero può assorbire da 300 a 1000 grammi di acqua pura.

Ad esempio, viene utilizzato in pannolini usa e getta, assorbenti igienici, assorbenti per l'allattamento e altri articoli per la casa. In questi casi, assorbe efficacemente i fluidi corporei acquosi, come l'urina o il sangue.

Viene anche utilizzato per prevenire fuoriuscite di liquidi solidificandoli. Permette di trattare i fluidi corporei intrappolandoli in un gel secco e semisolido, facilitando il loro smaltimento.

Negli ospedali e nelle cliniche viene utilizzato per la gestione delle fuoriuscite e nelle bottiglie di aspirazione dei fluidi. Ciò consente di risparmiare sul bucato, meno imbarazzo per i pazienti e minori scivolamenti e trambusto per gli operatori sanitari che li servono.

Nei prodotti per la pulizia e nella lavanderia

Il poliacrilato di sodio funge da addensante nelle soluzioni di ipoclorito che vengono utilizzate nelle miscele sbiancanti.

Fa anche parte delle composizioni detergenti perché durante il bucato agisce come disperdente per le particelle di sporco, mantenendole in sospensione, aumentando il bianco e migliorando le prestazioni di pulizia generale dei detergenti.

Ciò è dovuto alle molteplici cariche negative o anioniche che aiutano a sospendere le particelle di sporco, rendendolo più efficace nei detersivi granulari o in polvere e nei lavaggi a pH alcalino (cioè basico).

I detersivi contengono poliacrilato di sodio che consente loro di lavare meglio i vestiti. Autore: Frank Habel. Fonte: Pixabay.

Nell'industria alimentare

È stato ampiamente utilizzato come addensante e agente di preparazione utilizzando le sue proprietà fisico-chimiche.

Viene utilizzato, ad esempio, come disperdente per pigmenti minerali o cariche come il carbonato di calcio o il caolino durante la produzione di carta o cartone che viene a contatto con tutti i tipi di alimenti, tranne per l'uso a contatto con alimenti per lattanti o latte materno.

Serve anche come assorbente di liquidi nei materiali che vengono a contatto con il cibo. Assorbe l'acqua in eccesso da tutti i tipi di alimenti freschi, come pollo, pesce, carne, verdura e frutta.

Le confezioni di alimenti freschi possono contenere poliacrilato di sodio per assorbire l'acqua che possono rilasciare. Autore: Shutterbug75. Fonte: Pixabay.

Nelle industrie produttrici di zucchero, il suo utilizzo durante l'evaporazione dell'acqua da succhi di barbabietola o di canna da zucchero consente di intrappolare ioni metallici e quindi controllare la formazione di incrostazioni minerali nelle apparecchiature.

In esperienze per migliorare il recupero dell'olio residuo

Nell'industria petrolifera, è attualmente utilizzato in combinazione con altri polimeri acrilici per addensare l'acqua iniettata in alcuni pozzi e favorire l'efficace rimozione dell'olio residuo per il recupero.

Inoltre, il poliacrilato di sodio è stato utilizzato nei test per prevenire la precipitazione di calcio e magnesio e quindi prevenire l'incrostazione delle apparecchiature durante il recupero dell'olio dai pozzi di allagamento del polimero.

Nell'industria della plastica

Il poliacrilato di sodio viene spesso aggiunto alla plastica di cloruro di polivinile o PVC (cloruro di polivinile) come modificatore della resistenza agli urti e ausilio di lavorazione.

I tubi in PVC utilizzati nella costruzione di case ed edifici possono contenere poliacrilato di sodio per aumentarne la resistenza. Autore: Pisauikan. Fonte: Pixabay.

Tra le caratteristiche che deve possedere per adempiere a queste funzioni c'è quella di avere una certa non miscibilità (non miscelazione) con l'altro polimero, per formare piccole aree indipendenti.

Allo stesso tempo, deve generare alcuni forti legami interfacciali con la base o la matrice polimerica per consentire un buon trasferimento delle sollecitazioni attraverso questi legami.

Se il modificatore di impatto è troppo compatibile o miscibile non migliora la resistenza agli urti, ma se è completamente incompatibile il composto di base perde la sua forza o tenacità.

Per questo motivo, il poliacrilato di sodio è utile in questa applicazione.

In varie applicazioni

Il poliacrilato di sodio viene utilizzato nell'industria della pasta di legno e della carta come disperdente.

Ciò è dovuto alla sua capacità di sequestrare o intrappolare (e non rilasciare) cationi multivalenti (cioè multi-carichi) dannosi, come l'alluminio Al ³⁺ e il calcio Ca ²⁺ , complessando con questi.

È resistente a pH elevato, alte temperature e forze di taglio elevate. Tuttavia, se i cationi multivalenti sono in alta concentrazione, possono far precipitare il poliacrilato facendogli perdere la sua efficacia.

Viene anche utilizzato nell'industria cosmetica come addensante ed emulsionante.

Grazie alla sua capacità di assorbire rapidamente l'acqua, viene utilizzato come water blocker nei cavi in ​​fibra ottica. Questi sono i cavi utilizzati per la trasmissione del segnale Internet e telefonico.

All'interno dei cavi in ​​fibra ottica è presente poliacrilato di sodio per assorbire l'umidità che può penetrarli e prevenirne il danneggiamento. Autore: Planet fox. Fonte: Pixabay.

Il poliacrilato di sodio è quello che riempie gli impacchi di gel freddi che vengono utilizzati per trattare il dolore causato da colpi o ferite, o per trasportare medicinali o fiori.

Sacca gel freddo utilizzata per alleviare il dolore da infortuni sportivi. yamada kazuyuki di Higashi-betsuin, Giappone. Fonte: Wikimedia Commons.

Con il poliacrilato di sodio, vengono realizzate piccole bambole che si espandono o aumentano di volume se lasciate a bagno in acqua.

rischi

Sebbene il poliacrilato di sodio non sia tossico, l'ingestione dei suoi granuli per via orale li fa espandere a contatto con la saliva.

Di conseguenza, l'ingestione è un rischio significativo perché può causare l'ostruzione delle vie aeree. Ciò significa che può impedire la respirazione. D'altra parte, se viene inalato in piccole quantità, non sufficienti a causare l'ostruzione, è irritante per la respirazione per le sue proprietà essiccanti.

Il poliacrilato di sodio viene sempre più utilizzato nelle case mediche e di cura, posto in bottiglie di urina accanto ai pazienti, il che rende un rischio che pazienti anziani confusi possano ingerirlo.

Per questo motivo, questi tipi di pazienti devono essere costantemente monitorati.

Non è irritante per la pelle. Non è infiammabile.

Riferimenti

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