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| 聚丙烯酸鈉 | |
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聚丙烯酸鈉，（英文：Sodium polyacrylate 或 acrylic sodium salt polymer），簡稱ASAP，又稱super-slurper，是一種分子式為[-CH2-CH(COONa)-]反覆的聚合物，經常用在消費者產品之中。丙烯酸聚合物通常都帶有陰性電荷。[1]
基本信息
中文名稱:聚丙烯酸鈉 別名：2-丙烯酸鈉均聚物、S聚丙烯酸鈉
英文名稱:Sodium polyacrylate
中文別名:PAAS
英文別名:Polyacrylic acid sodium salt; Sodiumpolyacrylateinwater; Poly(acrylate sodium); Polyacrylatesodiumsolid; PolyacrylatesodiumAq; Polyacrylic Acid Sodium; PAAS
CAS號:9003-04-7 [2]
分子式:(C3H3NaO2)n
分子量:＜10000
結構式
技術指標
項 目 指 標 外 觀 無色或黃色液體 固體含量 % ≥ 30.0 50.0 游離單體（以AA計） % ≤ 0.5 1.0 密度（20℃）g/cm3 ≥ 1.15 1.20 pH(原液) 6.0-7.0 6.0-8.0
物性數據
1. 性狀：無色或淡黃色黏稠液體
2. 密度（g/mL,25℃）： 1.32
3. 相對蒸汽密度（g/mL,空氣=1）：未確定
4. 熔點（ºC）：未確定
5. 沸點（ºC,常壓）：未確定
6. 沸點（ºC,5.2kPa）：未確定
7. 折射率：1.43
8. 閃點（ºC）： 未確定
9. 比旋光度（º）：未確定
10. 自燃點或引燃溫度（ºC）：未確定
11. 蒸氣壓（kPa,25ºC）：未確定
12. 飽和蒸氣壓（kPa,60ºC）：未確定
13. 燃燒熱（KJ/mol）：未確定
14. 臨界溫度（ºC）：未確定
15. 臨界壓力（KPa）：未確定
16. 油水（辛醇/水）分配係數的對數值：未確定
17. 爆炸上限（%,V/V）：未確定
18. 爆炸下限（%,V/V）：未確定
19. 溶解性：不溶於乙醇、丙酮等有機溶劑。加熱至300℃不分解。久存黏度變化極小，不易腐敗。易受酸及金屬離子的影響，黏度降低。遇二價及二價以上金屬離子（如鋁、鉛、鐵、鈣、鎂、鋅）形成其不溶性鹽，引起分子交聯而凝膠化沉澱。
使用方法
PAAS常與其他水處理劑組成配方使用，PAAS具體配方及用量根據現場水質及設備材質情況由試驗而定。PAAS單獨使用，一般使用濃度為2～15mg/L。PAAS在其它行業如混凝土減水劑、印染使用時，應根據試驗確定用量。
包裝與貯存
PAAS用塑料桶包裝，每桶25kg或200kg。貯於室內陰涼處，貯存期為十個月。
安全與防護
PAAS為中性，操作時注意勞動保護，應避免與皮膚、眼睛等接觸，接觸後用大量清水沖洗。
主要用途
增稠劑。1.在食品中有如下功效：（1）增強原料麵粉中的蛋白質粘結力。（2）使澱粉粒子相互結合，分散滲透至蛋白質的網狀結構中。（3）形成質地緻密的麵團，表面光滑而具有光澤。（4）形成穩定的麵團膠體，防止可溶性澱粉滲出。（5）保水性強，使水分均勻保持於麵團中，防止乾燥。（6）提高麵團的延展性。（7）使原料中的油脂成分穩定地分散至麵團中。2.作為電解質與蛋白質相互作用，改變蛋白質結構，增強食品的粘彈性，改善組織。3.應用舉例：（1）麵包、蛋糕、麵條類、通心麵、提高原材料利用率，改善口感和風味。用量0.05%。（2）水產糜狀製品、罐頭食品、紫菜乾等，強化組織，保持新鮮味，增強味感（3）調味醬、番茄沙司、蛋黃醬、果醬、稀奶油、醬油，增稠劑及穩定劑。（4）果汁、酒類等，分散劑。（5）冰淇淋、卡拉蜜爾糖，改善味感及穩定性。（6）冷凍食品、水產加工品，表面膠凍劑（保鮮）。4.由於在水中溶解較慢，可預先與砂糖、粉末澱粉糖漿、乳化劑等混合，以提高溶解速度。5.作糖液、鹽水、飲料等的澄清劑（高分子凝聚劑）。水產加工石回收廢水中蛋白質；及淨化廢水其用途非常廣泛。利用其增黏及增稠性，本品的水溶液大量用作水基膠黏劑，乳液、塑料、橡膠的增黏劑、增稠劑。在織物整理上用作植絨、防水處理、印染、地氈單面上漿及無紡布的黏結劑、增黏劑。在化妝品及醫藥上用作黏結劑、增稠劑。利用其凝聚性，可用作鍋爐內水處理和其他水處理的阻垢劑，能抑制碳酸鈣、硫酸鈣等水垢生成。還用作糖液、飲料及自來水水源的澄清促進劑；電解制鹼工業食鹽水精製用沉澱促進劑；食品工業廢水蛋白質回收劑等。利用其分散性，可用作抄紙劑、顏料分散劑、農藥分散劑等。利用其粘接性，可用作造紙黏合劑、鑄造用膠溶劑、熒光燈及水銀燈的熒光成膜劑。用作食品添加劑時，作為電解質與蛋白質相互作用，可改變蛋白質結構，增強食品的黏彈性，提高麵粉中的蛋白質黏結力；用於麵包、蛋糕、罐頭、冰淇淋、醬製品、果汁等，還具有增稠、分散、穩定、保水、保鮮等功效。利用其高吸水性，還可用作高吸水性樹脂的原料及用作土壤改良劑等。
質量指標
1.游離鹼：取試樣0.2g，加水60ml，充分攪拌溶解，加氯化鈣試液(TS－57)3ml，在水浴上加熱約20min，冷卻後過濾。用水洗濾渣，合併洗液和濾液，加水至100ml，以此作為試樣液。取其50ml，加酚酞試液(TS－167)2滴，不得呈現紅色。
2.硫酸鹽：取上述「游離鹼」試驗中的試樣液20ml，加稀鹽酸試液(TS－117)1ml，以此作為試樣液，然後按GT－30方法測定。
3.砷：按「羧甲基纖維素鈉(10120)」中方法測定。
4.重金屬：取下述灼燒殘渣，加鹽酸1ml和硝酸0.2ml，在水浴上蒸乾，再加稀鹽酸試液(TS－117)1ml和水15ml，加熱溶解。冷卻後加酚酞試液(TS－167)1滴，滴加氨試液(TS－13)至溶液呈微紅色，加稀醋酸試液(TS－2)2ml，必要時過濾，再加水定容至50ml，加硫化鈉試液(TS－232)2滴，放置5min後，呈色不得深於標準。標準是取鉛標準溶液(TS－128)2ml，加稀醋酸試液2ml，用水定容至50ml，加硫化鈉試液2滴，放置5min後的呈色。
5.殘留單體：在300ml碘瓶中精確稱取試樣約1g，加水100ml，並不時振搖，放置約24h，使溶解。加溴酸鉀－溴化鉀試液(TS－181)10ml，充分振搖，再迅速加鹽酸約10ml，立即加塞，充分振搖後，在碘瓶上部注入碘化鉀試液(75192)20ml，於暗處放置20min，松塞，使碘化鉀試液流入瓶中，立即塞緊，充分振搖後，以澱粉試液(TS－235)為指示劑，用0.1mol/L硫代硫酸鈉溶液滴定。用相同方法進行空白試驗。
6.低聚物：取試樣2g，加水200ml，並不時振搖，放置約24h，使溶解。邊攪拌，邊滴加10mol/L鹽酸50ml，在攪拌下，於約40℃水浴中溫熱30min，放置24h。將產生的沉澱過濾，濾液中加1滴酚酞試液(TS－167)，加40%氫氧化鈉溶液至濾液呈微紅色後，滴加1/30稀鹽酸至紅色消失。加水200ml，邊攪拌邊滴加氯化鈣試液(TS－57)25 ml，在攪拌下於約40℃水浴中加熱30min。用已知重量的G4玻璃坩堝吸濾沉澱，再每次用30ml水淋洗濾渣3次，於105℃下乾燥3h。
產品指標
項目 指標
外觀 白色粉末
固含量 ≥96%
分子量 >3000萬
殘餘單體 ≤0.5%
硫酸鹽（以SO4計） ≤0.5%
乾燥失重 ≤10%
灼燒殘渣 ≤76%
重金屬（以Pb計） ≤0.002%
砷（以As2O3計） ≤0.0002%
低聚合物 ≤5%
英文釋義
Polyacrylic Acid Sodium (PAAS)
CAS No. 9003-04-7
Structural Formula:[6]
Properties:
PAASis innoxious and soluble in water, it can be used in situations of alkaline and high concentration without scale sediment.PAAScan disperse the microcrystals or microsand of calcium carbonate, calcium phosphate and calcium sulfate.PAASis used as scale inhibition and dispersant for circulating cool water system, papermaking, weave, dyeing, ceramic, painting, etc.[6]
Specification:
items index
Appearance Colorless or light yellow transparent liquid
Solid content % 50 min
Free monomer (CH2=CH-COOH) % 1.0 max
Density (20℃)g/cm 1.20min
pH(as it) 6.0~8.0
Usage:
PAAScan be used as scale inhibitor and dispersant in circulating cool water systems in power plants, iron & steel factories, chemical fertilizer plants, refineries and air conditioning systems. Dosage should be in accordance with water quality and equipment materials. When used alone, 2-15mg/L is preferred. When used as dispersant, the dosage should be determined by experiment.
Package and Storage:
200L plastic drum,IBC(1000L),customers』 requirement. Storage for ten months in shady room and dry place
Synonyms:
PAAS;POLY(ACRYLATE SODIUM);Polyacrylic Acid Sodium;Poly(acrylic acid sodium salt)
Keywords:PAAS
Related Products:Polyacrylic Acid Sodium
Polyacrylic Acid(PAA)
Copolymer of Phosphono and carboxylic Acid(PCA)
危險屬性
危險品標誌 Xi
危險類別碼 36/37/38-36
安全說明 26-36
毒理學數據
1、急性毒性：
大鼠經口LD50： >40 mg/kg
2、其他多劑量毒性數據
TCLo大鼠吸入：10 mg/m3/6H/4W-I
存儲方法
常溫密閉，避光，通風乾燥處
合成方法
常見合成方法
1.將去離子水和34kg鏈轉移劑異丙醇依次加入反應釜中，加熱至80～82℃。滴加14kg過硫酸銨和170kg單體丙烯酸的水溶液（去離子水）。滴畢後，反應3h。冷至40℃，加入30%的NaOH水溶液，中和至pH值為8.0～9.0蒸出異丙醇和水得液體產品。噴霧乾燥得固體產品丙烯酸或丙烯酸酯與氫氧化鈉反應得丙烯酸鈉單體，除去副生的醇類，經濃縮、調節pH值，以過硫酸銨為催化劑聚合而得由丙烯酸和氫氧化鈉反應製得丙烯酸鈉單體，再在過硫酸銨催化下，聚合成聚丙烯酸鈉將相對分子質量1 000～3 000的聚丙烯酸鈉加入反應釜中，配成30%的水溶液即可
2.丙烯酸或丙烯酸酯與氫氧化鈉反應得丙烯酸鈉單體，除去副產的醇類，經濃縮、調節PH值，以過硫酸銨為催化劑聚合製得。
3.聚合法 在裝有攪拌器、回流冷凝管、溫度計、滴液漏斗的500mL四口燒瓶中，加入一定量的去離子水，再加入鏈轉移劑亞硫酸氫鈉（用量占體系質量的4.5%），攪拌溶解，加熱升溫至65℃，開始滴加單體丙烯酸及引發劑過硫酸銨水溶液。其中單體丙烯酸的質量分數占體系的30%，過硫酸銨的質量分數占體系的0.06%，滴加時間為3h，滴完後保溫3h，用質量分數為30%氫氧化鈉水溶液中和至pH值為7～7.5，得到無色的黏稠、低分子質量聚丙烯酸鈉溶液。
4.乳液聚合法 單體溶液由丙烯酸經氫氧化鈉溶液中和，再加入少量丙烯酰胺製得。在250mL反應瓶中，加入單體溶液、十二烷基磺酸鈉，攪拌其混合均勻，同時通氮除氧20min，加入還原劑、乳化劑、溶劑和氧化劑。將體系升溫至45℃，4h後結束聚合。升溫達到一定的出水量後，停止反應。最後將反應液過濾烘乾，得到粉末狀產物（PAA-Na）。
低分子合成
低分子量聚丙烯酸鈉是一種水溶性高分子電解質,應用廣泛。隨着應用領域的不斷增多,低分子量聚丙烯酸鈉已引起科學界和工業界的廣泛關注。但是傳統的合成方法製造成本高,因此,加強對低分子量聚丙烯酸鈉的合成方法及低成本製造技術的研究具有十分重要的意義。 採用動態水溶液聚合法製備低分子量聚丙烯酸鈉,並探討了鏈轉移劑的類型和用量、引發劑用量、聚合溫度、單體濃度等因素對產物粘均分子量的影響。
研究結果發現:當單體占水溶液質量的50%、引發劑用量為單體質量的4%、鏈轉移劑用量為單體質量的200～300%、聚合溫度為80～90℃、反應時間為6h時,可合成出一系列分子量由600至7000的聚丙烯酸鈉。 本論文還探索了一種合成低分子量聚丙烯酸鈉的新方法——靜態水溶液聚合法。通過研究丙烯酸鈉聚合過程中的放熱特性,發現採用靜態水溶液聚合法時,選擇適當的分子量調節劑、單體濃度、引發劑和聚合溫度,可以有效防止爆聚現象的發生,能製備出分子量分布較窄、水溶性好、單體轉化率高的低分子量聚丙烯酸鈉,且製造成本明顯低於動態水溶液聚合法。本研究中還找出了合成低分子量聚丙烯酸鈉的最優工藝條件:單體占水溶液質量的30%、分子量調節劑用量為單體質量的4%、引發劑用量為單體質量的4%、聚合溫度為60℃、反應時間為3h。
高分子合成
高分子量聚丙烯酸鈉是一種重要的陰離子型絮凝劑，在工業上有着廣泛的應用。反相懸浮聚合是將水溶性單體分散在油溶性介質中，水溶性引發劑溶解於水相中進行聚合的方法。它可以克服水溶液聚合中體系粘度大、攪拌困難以及聚合熱難以散發等工藝難點，是目前合成水溶性高分子量、顆粒或粉狀聚丙烯酸鈉的一種新方法。 本文研究了反相懸浮法合成高分子量聚丙烯酸鈉過程中的工藝穩定性及成粒機理，過硫酸鹽／脂肪胺引發體系引發丙烯酸鈉水溶液聚合動力學及其對聚合物分子量的影響，並就合成高分子量聚丙烯酸鈉進行了研究。最後，選用合適的反應條件和工藝流程，合成了粒徑在50～200μm，分子量為5~*10~6的透明粒狀聚合物。
研究發現過硫酸銨／DMA(質量百分含量)=0.8％／0.5％，60℃時，得到的聚丙烯酸鈉分子量最高，達2.80~*10~6。體系中添加無機鹽，通過影響自由基周圍的靜電場和離子強度來影響聚合反應速率。NaCl和CH_3COONa均可適當地提高聚丙烯酸鈉的分子量。提出了用循環伏安法測定脂肪胺氧化電位，來推測過硫酸銨／脂肪胺引發活性的方法，測得結果與聚合體系的表觀活化能的順序相同。 合成高分子量聚丙烯酸鈉時，存在高分子量和凝膠含量的矛盾。在提高分子量的同時採用鏈轉移劑控制聚合物中凝膠含量。當過硫酸銨量為0.2％(wt％，相對於水相)、NaCl量為0.17％(同上)，聚合得到聚丙烯酸鈉分子量為1.417~*10′。[3]
數據信息
系統編號
CAS號：9003-04-7
MDL號：MFCD00147949
生態學數據
該物質對環境可能有危害，對水體應給予特別注意。
計算化學數據
1、 疏水參數計算參考值（XlogP）：未確定
2、 氫鍵供體數量：0
3、 氫鍵受體數量：2
4、 可旋轉化學鍵數量：1
5、 互變異構體數量：
6、 拓撲分子極性表面積（TPSA）：40.1
7、 重原子數量：6
8、 表面電荷：0
9、 複雜度：59.8
10、 同位素原子數量：0
11、 確定原子立構中心數量：0
12、 不確定原子立構中心數量：0
13、 確定化學鍵立構中心數量：0
14、 不確定化學鍵立構中心數量：0
15、 共價鍵單元數量：2
其他研究應用
農業
聚丙烯酸鈉因其特殊的保水性能受到廣泛重視,但是其研究仍多限於實驗室模擬研究.為了促進其在農業生產中的應用與推廣,該文採用大田試驗,研究了聚丙烯酸鈉對冬小麥生長、產量及水分利用效率(WUE)的影響.結果表明施入聚丙烯酸鈉能夠促進小麥生長,提高小麥葉綠素含量,提高小麥產量與WUE.採用溝施5.5 m3/hm2的1/2000聚丙烯酸鈉水溶液,能夠使小麥較對照增產2.9%,WUE增加3.52kg/(hm2·mm);與肥料混合使用時,增產效果更加顯著,可增產10.14%,WUE增加4.38 kg/(hm2·mm).
石油加工
以N,N'-亞甲基雙丙烯酰胺為交聯劑,過硫酸鉀為引發劑,環己烷為連續相,採用反相懸浮聚合法合成聚丙烯酸鈉吸水樹脂,測定了該聚合物的孔徑和吸水、吸油率,並通過改變交聯劑用量對聚合物網絡密度和孔徑進行調節.結果表明,隨着交聯劑用量的增加,聚合物平均網孔直徑逐漸減小,飽和吸水量則呈現先增加後減少的趨勢,油、水吸附速率均呈現由快變慢趨勢,且對油的吸附速率下降得更快.通過改變交聯劑用量對孔徑進行調節能夠提高其水/油吸附比,當聚合物平均網孔直徑在2.3 nm左右時,脫水率和選擇吸附能力達到最佳平衡狀態.
礦物開採
以膨潤土和丙烯酸為原料,用溶液法交聯共聚合成複合高吸水性樹脂,研究了加入膨潤土的聚丙烯酸鹽高吸水性複合樹脂合成中單體中和度、膨潤土添加量、交聯劑用量、反應溫度等影響吸水率的主要因素.用電子顯微鏡觀察了複合材料的表面和界面.結果表明,用溶液法聚合合成膨潤土/聚丙烯酸鈉鹽複合型高吸水性樹脂,膨潤土在樹脂中分散均勻,產物具有高的吸水能力.