Полиакриламид

Акриламида полимеры (polyacrylamide)

Полиакриламид

Полимеры акриламида –  этовысокомолекулярные соединения, производные акриаламида.

Акриламид

Акриламид — бесцветные кристаллы без запаха; Тпл = 84,5±0,3°С; d30 = 1,122. Акриламид растворим в воде, метаноле, этаноле, ацетоне, диоксане, хлороформе; мало растворим в бензоле и гептане (соответственно 0,28 и 0,03 г в 100 мл).

CH2=CHCONH2

Химические свойства акриламида определяются наличием амидной группы и двойной связи, сопряженной с карбонилом. Структура амидных групп плоскостная, связи С—N укорочены, а заместители у N неравнозначны, возможна цис-транс-изомерия.

Водные растворы акриламида нейтральны; легкогидролизующиеся соли образуются лишь с сильными кислотами. При гидролизе акриламида образуется акриловая кислота при дегидратации — ее нитрил. Реакция с альдегидами приводит к получению алкилольных производных.

По двойной связи присоединяются галогены, амины, аммиак, меркаптаны, бисульфит, диены.

Акриламид может быть получен действием NH3 на хлорангидрид или ангидрид акриловой кислоты или на ее метиловый эфир. Промышленный синтез идет по схеме:

Реакция экзотермична; для предотвращения полимеризации вводят ингибиторы (соли меди, железа и др.). Акриламид выделяют из охлажденного раствора сульфатного комплекса нейтрализацией известковым молоком или аммиаком; осадок минеральной соли отфильтровывают.

Акриламид можно выделить также последовательной фильтрацией через колонки с анионитом и катионитом. Выход акриламида ~90% от теоретического. Для получения акриламида в сухом виде раствор (~8%-ный) после гидролиза выпаривают под вакуумом. Технический акриламид содержит примеси акриловой кислоты и ее солей.

Полимеризация такого мономера приводит к образованию малостабильного и частично нерастворимого сополимера акриламида с этими примесями.

В зависимости от назначения технический мономер очищают перекристаллизацией (из бензола или этилацетата), сублимацией при низкой температуре в вакууме или фильтрацией на колонке с ионообменными смолами.

акриламида в техничеком продукте определяют бромид-броматным титрованием; примесь акриловой кислоты и ее соли — алкалиметрически; серную кислоту — осаждением баритовой водой; количество полимера — по растворимости в бутаноле. Акриламид и его растворы сравнительно стабильны до 40—50 °С. Расплавленный акриламид легко полимеризуется. Акриламид вредно влияет на нервную систему и вызывает мускульную слабость (полимер акриламида не токсичен).

Полиакриламид

Полиакриламид —это полимер белого цвета без запаха; растворим в воде, формамиде, ледяной уксусной и молочной кислотах, глицерине; набухает в пропионовой кислоте, пропиленгликоле, диэтилсульфоксиде; нерастворим в метаноле, этаноле, ацетоне, гексане.

Тстекл≈ 200 °С, молярная масса достигает ≈1·106.

Наличие в полимере карбоксильных групп (в результате омыления амидных) может оказать большое влияние на вязкость полиакриамида, так как изменение вязкости с разбавлением будет носить «полиэлектролитный характер».

Химические свойства полиакриламида

Химические свойства полиакриламида определяются наличием амидной группы. При нагревании или изменении рН его растворов происходит частичный гидролиз с образованием карбоксильных групп.

Нагревание полиакриламида выше 100 °С приводит к уменьшению содержания азота вследствие имидизации и появлению сшитых структур.

При взаимодействии полиакриламида с формальдегидом в водных растворах (20 °С, рН 8 – 10) или в неводной среде происходит метилолирование:

– CONH2+CH2O → – CONHСН2ОН

При нагревании или подкислении полиметилолакриламида или его растворов образуются трехмерные структуры с эфирными (–CONHCH2–О–CH2NHCO–) и метиленовыми (–CONH–CH2–NHCO–) мостиками. К полиакриламиду присоединяется окись этилена:

–CONH2 + C2H4О → –CONHCH2–СН2–ОН

Производные ионного характера получают из полиакриламида полимер аналогичными превращениями. Реакция с формальдегидом и бисульфитом в водном растворе приводит к частичному (на 50%) сульфометилированию:

Действие формальдегида и амина (50 – 75 °С, рН = 10,5) вызывает (по реакции Манниха) образование групп – CONHCH2NRR’, наряду с метилоламидными и карбоксильными. Обработка полиакриламида гипохлоритом в щелочной среде (20—30 °С) приводит (по Гофману) к образованию первичных аминогрупп (до 60% от теоретич.).

Получение полиакриламида

Полиакриламид получают полимеризацией акриламида по радикальному механизму в присутствии обычных инициаторов.

Полимеризация в массе или концентрированных растворах, а также в разбавленных растворах при температуре выше 50°С приводит к образованию разветвленных или трехмерных нерастворимых полимеров вследствие передачи цепи или имидизации. При повышенных температурах в растворителе может наступить частичный гидролиз.

Обычно полимеризацию проводят в водном растворе (8 – 10%-ном) с участием окислительно-восстановительной системы (например, персульфат аммония – метабисульфит калия).

Молярную массу образующихся полимеров можно регулировать, изменяя соотношение компонентов окислительно-восстановительной системы или вводя в реакционную смесь изопропиловый спирт, тиосоединения и др. Полимер выделяют из водного раствора выпариванием при низкой температуре (под вакуумом).

При гетерофазной полимеризации осаждающийся из раствора полимер можно легко выделить в сухом виде. Теплота полимеризации 81,6 кдж/моль (19,5 ккал/моль) при 25 °С; константы скорости, роста, обрыва и передачи цепи на мономер составляют соответственно 18·103, 14,5·106, 0,22 л/(моль·сек).

 Высокомолекулярный (12·106 – 14·106) полиакриламид получается в полимеризацией акриламида в концентрированных водных растворах или в двухфазных эвтектических водных системах под действием ионизирующего излучения или химических радикальных инициаторов. Для акриламида описана изомеризационная полимеризация в присутствии металлического натрия, его алкоголята или магнийорганических соединений; процесс протекает с переносом заряда и образованием поли-β-аланина (найлона-3)[–СН2–СН2–CONH–]n.

Сополимеры акриламида

Известны сополимеры акриламида с акролеином, акриловой кислотой,акрилонитрилом, акрилатами, винилиденхлоридом и др.

Активность в полимеризации N-замещенных производных акриламида меньше, чем акриламида, вследствие индукционного влияния амидной группы на двойную связь. Сами полиакриламиды и их нейтральные растворы стабильны при хранении в обычных условиях.

 Полиакриламиды и его производные применяют в качестве коагулянтов (флокулянтов) в цветной металлургии, горнодобывающей и химической промышленности, а также для пропитки бумаги с целью увеличения ее прочности, для аппретирования тканей.

Сополимеризацию чистого акриламида с небольшим количеством метилендиакриламида(CH2=CHCONH)2CH2 используют для закрепления нефтяных скважин. Полиакриамид и его сополимеры с акриловой кислотой применяют как структурообразователи для укрепления грунтов.

Список литературы: Алеев К.М., Гольцин Б.Э., Ростовский Е.Н., Очистка технического акриламида ионообменным способом, ЖПХ,41, 860 (1968); Савицкая М.Н , Холодова Ю. Д., Полиакриламид, Киев, 1969; Davidson R. L., Sitting M, Water-soluble resins, N. Y.— L., 1962; Encyclopedia of chemical technology, v. 1,2 ed, N. Y.

, 1963, p. 274″, Николаев А. Ф., Синтетические полимеры и пластические массы на их основе, 2 изд., М.— Л. 1966, с. 358; Polymer Handbook, ed. J. Brandrup, E. H. Immergut, N. Y.— L., 1966, p. II—143, 11—292; Sсhildkneсht C, Vynil and related polymer, N. Y.— L., 1952, p. 314.
Каргин В.А.

, академик АН СССР

Назначение и сферы применения полиакриламида

Полиакриламид

Полиакриламид считается универсальным химическим веществом, которое используется для гелеобразования жидкостей, в процессе производства пленочных материалов. Также он выступает качественным коагулянтом и флокулянтом. Впервые этот материал начали выпускать в 1950 году.

Основные понятия

Полиакриламид ПАА производят в виде белого гранулированного порошка. Его второе название – это полипропенамид. В международном производстве его маркируют под названием Polyacrylamide или PAM.

Получение полиакриламида происходит в результате синтеза акриламида с бис-акриламидом. Данная реакция должна происходить в присутствии персульфата аммония и тетраметилэтилендиамина.

Химическая формула полиакриламида (C3H5NO)n. В Российской Федерации содержание полиакриламида в воде проверяют согласно ГОСТу 19355-85 «Вода питьевая. Методы определения полиакриламида». Непосредственное производство полиакриламида регламентируется по ТУ 6-01-1049-92. Отдельного ГОСТа на полиакриламид еще не разработано.

Это вещество производиться с помощью акриламидных субъединиц, которые в результате формируют достаточно гигроскопичный материал. При взаимодействии с водой полиакриламид образует гель.

Данное химическое соединение способно к быстрому растворению в водной среде, но полиакриламид практически не растворяется в органических растворителях. Средний уровень рН может варьироваться в пределах 7-14.

Вещество хорошо вступает в реакцию со щелочью, с ионами металлов способен формировать гель. Низшей температурой сгорания полиакриламида считают 27,4 МДж/кг. Температура плавления составляет 113 °C. Плотность 1,13 г/см3.

Виды материала

Полиакриламид производится двух марок: А и В. Но основными видами этого химического вещества считаются:

  • •    анионный полиакриламид,
  • •    катионный,
  • •    неионный полиакриламид.

Анионный полиакриламид представляет собой отрицательно заряженный полимер. Поэтому он может притягивать к себе частицы грунта, глины или песка. Этот вид полиакриламида применяют в системах орошения почв и культур, обработке продуктов жизнедеятельности животных, в процессе бурения скважин, добычи полезных ископаемых.

Катионный полиакриламид отличается положительным зарядом, поэтому его применяют для обработки и очистки сточных вод, в процессе осветления питьевых вод, очистки бумажного сырья и т.д.

Неионный полиакриламид – это полимер без заряда. Его используют в очень редких случаях. Зачастую он применяется в процессе добычи ископаемых.

Также полиакриламид применяют в нефтепромышленности. Одними из самых востребованных марок в этой сфере считаются: полиакриламид АК 639 (выступает в качестве герметика или загустителя строительных жидкостей), полиакриламид АК 631 (применяется в процессе бурения скважин), АК 642 (добавляют в составы особо прочных полимерных систем).

Сферы применения

Широкое применение полиакриламида обусловлено его особенными химическими свойствами. Его способность к гелеобразованию находит свое применение в различных сферах человеческой деятельности:

  • •    в нефтеперерабатывающей промышленности,
  • •    в пластической хирургии в качестве подкожного наполнителя.
  • •    в процессе производства контактных линз,
  • •    в молекулярной биологии,
  • •    в горно-обогатительной сфере (в процессе добычи дорогостоящих металлов, руд, алюминия, титана),
  • •    в процессе производства полимерных упаковок,
  • •    его вводят в составы косметических и моющих средств (крема, гели для душа, солнцезащитные средства, шампуни),
  • •    полиакриламид выступает флоакулянтом в процессе очистки сточных вод,
  • •    гидролизованный полиакриламид берет участие в переработке буровых растворов, полученных из нефтяных скважин,
  • •    применяется в процессе выращивания растений без применения грунта,
  • •    в процессе обработки семян перед посадкой,
  • •    в процессе производства минеральных удобрений для растений и грунта, фунгицидов, пестицидов
  • •    технический полиакриламид используют в процессе производства бумаги,
  • •    это вещество выступает качественным аппертирующим агентом, средством снижающим трение текстильных материалов,
  • •    раствор полиакриламида вводят в составы синтетических нитей,
  • •    гигроскопичный состав полиакриламида нашел свое применение в процессе производства памперсов, средств интимной гигиены для женщин,
  • •    для однородности его вводят в составы некоторых клеев,
  • •    поолиакриламид добавляют в составы водных жидкостей в пожарном деле,
  • •    вводят в составы водоэмульсионных красок в качестве защитного коллоида,
  • •    с помощью гидролиза полиакриламида аграрии улучшают структуру почвы,
  • •    в угольных шахтах это вещество снижает уровень пыли,
  • •    в строительной сфере это химическое вещество вводят для прочности цементных масс.

Особенности хранения

Так как полиакриламид очень гигроскопичный материал его необходимо хранить исключительно в сухих и хорошо проветриваемых помещениях. Склады должны быть оборудованы исправной вентиляцией.

Производители полиакриламида упаковывают материал в плотные полимерные мешки, весом до 25-50 кг. Во время работы с этим материалом нужно придерживаться всех правил безопасности.

Нельзя работать без защитных перчаток, так как при контакте с кожей это вещество может вызвать аллергическую реакцию.

При попадании в глаза и на кожу пораженный участок необходимо промыть большим количеством воды.

Цена 1 кг полиакриамида на российском рынке варьируется в пределах 100-200 рублей. Окончательная стоимость зависит от марки.

Белый гранулированный порошок полиакриламид используется для гелеобразования жидкостей, выступает коагулянтом и флокулянтом. Материал довольно гигроскопичный и при взаимодействии с водой образует гель ……
Второе название этого вещества — едкий барий. В лабораторных условиях вещество можно наблюдать в виде кристалла. Получить его в чистом виде можно с помощью ……
Соединение бария и кислорода образует оксид бария (BaO), представленный в стандартных условиях в виде бесцветных кристаллов. Учитывая невысокую стоимость вещества, оно пользуется повышенным спросом в работах по покрытию ……
Нефтяной ксилол является однокомпонентым растворителем, который как нельзя лучше подходит для разбавления густых лаков и красок и для обезжиривания различных поверхностей. Химическая структура этого вещества ……

Полиакриламид

Полиакриламид

полиакриламид цена, полиакриламид
Полиакриламид (сокр. ПАА) — общее название группы полимеров и сополимеров на основе акриламида и его производных. Элементарное звено макромолекулы полиакриламида

По правилам ИЮПАК основное название — поли(2-пропенамид) или поли(1-карбамоилэтилен), общая формула — (-CH2CHCONH2-)n.

  • 1 Получение и химические свойства
  • 2 Гомогенная полимеризация
    • 2.1 Промышленное производство
  • 3 Применение
  • 4 Ссылки

Синтез

Основным методом синтеза полимеров на основе акриламида (АА) и других ненасыщенных амидов является радикальная полимеризация, которую можно проводить всеми известными способами: в массе кристаллических и расплавленных мономеров, в растворе, эмульсии и суспензии.

Каждый из способов имеет свои особенности, обусловливающие свойства полимеров и технико-экономические показатели производства. Ниже рассмотрены закономерности и технологические аспекты гомополимеризации АА и других ненасыщенных амидов при различных способах синтеза.

Кроме того, в эту главу включены разделы, касающиеся специфики полимеризации АА с другими мономерами и прививки АА к различным полимерам.

Гомогенная полимеризация

К гомогенной полимеризации относятся процессы полимеризации в растворителях, в которых растворимы и мономер, и полимер. Для полиакриамида (ПАА) число таких растворителей невелико: вода, формамид, уксусная и муравьиная кислоты, диметилсульфоксид (ДМСО), а также некоторые водно-органические смеси.

Кроме того, ПАА ограниченно растворяется в диметилформамиде (ДМФА), этиленгликоле и глицерине. Полиметакриламид (ПМАА) значительно хуже растворим, чем ПАА. Полимеры N,N-диметил- и N,N-диэтилакриламида растворимы в воде и нерастворимы в углеводородах. Поли-N,N-диэтилакрил-амид растворим в ацетоне.

Полимеры с более длинным алкильным заместителем у атома азота хуже растворяются в воде, но более растворимы в органических растворителях. Поли-N-метил- и поли-N-н-бу-тилметакриламид хорошо растворяются в ДМФА, полимер N-(2-этил-гексил)-метакриламида- в толуоле.

Полимеры акрил- и метакрилмо-чевин растворимы в концентрированных растворах хлороводородной кислоты.

N-Замещенные акриламиды, как правило, полимеризуются значительно быстрее соответствующих метакриламидных производных. Акриламиды с объемными, например антрахиноновыми, заместителями не вступают в гомополимеризацию.

Среди способов синтеза полимеров на основе АА важное место занимает полимеризация в водных растворах. Основными факторами, определяющими распространенность этого способа полимеризации, являются высокие скорости образования полимера и возможность получения в этих условиях полимера с высокой молекулярной массой.

Предполагается, что причиной специфического влияния воды на полимеризацию АА является протонирование радикала, приводящее к локализации неспаренного электрона, в результате чего повышается реакционная способность макрорадикала, выражающаяся в высоких значениях константы скорости роста цепи.

Взаимное отталкивание одноименно заряженных радикалов ответственно за ограничение константы скорости бимолекулярного обрыва цепи. В непротонированном радикале, существующем при полимеризации в неводных растворителях, сопряжение неспаренного электрона с -электронами группы С=О приводит к стабилизации радикала и уменьшению его активности.

Кроме того, высокая реакционная способность АА в водных растворах может быть связана с подавлением автоассоциации молекул этого мономера ввиду образования ими водородных связей с молекулами воды.

В неполярных же растворителях, неспособных образовывать такие связи с АА, мономер находится преимущественно в ассоциированном состоянии в виде циклических димера, тримера и линейных многомолекулярных ассоциатов. С этим предположением согласуются и данные, полученные при полимеризации N-замещенных акрил- и метакриламидов.

Так, N-o-метокси- и N-o-этоксифенилметакриламиды полимеризуются в массе значительно быстрее, чем их м- и n-изомеры, поскольку у первых ассоциация молекул отсутствует, а молекулы вторых ассоциированы посредством водородных связей. В свою очередь, диметил-гидразиды акриловая кислота (АК) и метакриловая кислота (МАК), в отличие от их гидрохлоридов, не полимеризуются в массе, поскольку молекулы этих мономеров сильно ассоциированы. В водных же растворах в полимеры превращаются как соли, так и свободные основания.

В связи с вышеизложенным АА имеет довольно высокое значение соотношения констант kp/k00,5 (по данным разных авторов для интервала температур 30-60 °C оно составляет 3,2-4,4), что наряду с малыми величинами констант передачи цепи на мономер и воду обусловливает возможность получения в водных растворах ПАА со скоростью и молекулярной массой (ММ), недостижимыми при полимеризации в органических растворителях. К другим причинам широкого распространения полимеризации в воде следует отнести сокращение энергетических затрат на выделение исходного мономера в кристаллическом виде, которое к тому же связано с вероятностью его спонтанной полимеризации, и на регенерацию органических растворителей, снижение загрязнения окружающей среды, а также исключение стадии растворения полимерных реагентов, использующихся, как правило, в виде водных растворов.

В этом разделе не хватает ссылок на источники информации.Информация должна быть проверяема, иначе она может быть поставлена под сомнение и удалена.Вы можете отредактировать эту статью, добавив ссылки на авторитетные источники.

Эта отметка установлена 20 января 2014.

Промышленное производство

Широкое производство полиакриламида началось в начале 1950-х годов. Устойчивый рост был обеспечен уникальными свойствами полиэлектролита, обеспечившими ему возможность широкого применения в качестве гелеобразователя, плёнкообразователя, флокулянта и коагулянта.

Применение

Основное применение полиакриламид находит в качестве недорогого водорастворимого полимера со свойствами полиэлектролита. Ниже приведены основные сферы применения ПАА:

  • Очистка воды. ПАА — хороший и недорогой коагулянт и флокулянт для очистки питьевой воды, технологических сточных вод.
  • Получение гелей для химического анализа сложных биологических систем.
  • В производстве минеральных удобрений
  • В молекулярной биологии ПАА используется в качестве поддерживающей среды для проведения гель-электрофореза белков и нуклеиновых кислот (т. н. ПААГ-электрофорез)
  • Использование в нефтяной промышленности для заводнения пластов и проведения ремонтно-изоляционных работ в скважине
  • Полиакриламид используют в буровых растворах при нефтедобыче как регулятор водоотдачи и ингибитор реакции набухания глины.

Ссылки

  1. Gel electrophoresis
  2. PAAG электрофорез нативных белков | Практическая молекулярная биология

полиакриламид, полиакриламид цена, полиакриламиды

Полиакриламид Информацию О

Полиакриламид

Полиакриламид
Полиакриламид Вы просматриваете субъект
Полиакриламид что, Полиакриламид кто, Полиакриламид описание

There are excerpts from wikipedia on this article and video

Наш сайт имеет систему в функции поисковой системы. Выше: «что вы искали?»вы можете запросить все в системе с коробкой. Добро пожаловать в нашу простую, стильную и быструю поисковую систему, которую мы подготовили, чтобы предоставить вам самую точную и актуальную информацию.

Поисковая система, разработанная для вас, доставляет вам самую актуальную и точную информацию с простым дизайном и системой быстрого функционирования. Вы можете найти почти любую информацию, которую вы ищете на нашем сайте.

На данный момент мы служим только на английском, турецком, русском, украинском, казахском и белорусском языках.
Очень скоро в систему будут добавлены новые языки.

Жизнь известных людей дает вам информацию, изображения и видео о сотнях тем, таких как политики, правительственные деятели, врачи, интернет-сайты, растения, технологические транспортные средства, автомобили и т. д.

Поделиться:
Нет комментариев

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Все поля обязательны для заполнения.

×
Рекомендуем посмотреть