โพลี(อะคริลิกแอซิด)

ชื่อ
ชื่อ IUPAC โพลี(อะคริลิกแอซิด), โพลี(1-คาร์บอกซีเอทิลีน)
ชื่ออื่นๆ PAA, PAAc, อะคริโซล, เอคิวเมอร์, อัลโคสเพอร์ส, อควาทรีท, คาร์โบเมอร์, โซคาลัน
ตัวระบุ
หมายเลข CAS	9003-01-4 วาย
ชอีบี	เชบี:51133
เคมสไปเดอร์	ไม่มี
บัตรข้อมูล ECHA	100.115.375
หมายเลข EC	618-347-7
เคกก์	C19501 เอ็น
มหาวิทยาลัย	73861X4K5F  (8000 เมกะวัตต์) เอ็น
แดชบอร์ด CompTox ( EPA )	DTXSID50873988
คุณสมบัติ
สูตรเคมี	(C 3 H 4 O 2 ) n
มวลโมลาร์	ตัวแปร
บันทึกP	0.25700 [ 1 ]
อันตราย[ 2 ]
การติดฉลากGHS :
ภาพสัญลักษณ์
คำสัญญาณ	คำเตือน
คำเตือนเกี่ยวกับอันตราย	H315 , H319 , H335
NFPA 704 (สัญลักษณ์รูปเพชรกันไฟ)	0 0 0
เว้นแต่จะระบุไว้เป็นอย่างอื่น ข้อมูลที่ให้ไว้เป็นข้อมูลสำหรับวัสดุในสภาวะมาตรฐาน (ที่อุณหภูมิ 25 °C [77 °F] ความดัน 100 kPa) เอ็น ตรวจสอบ  (คืออะไร   ?) วายเอ็น ข้อมูลอ้างอิงในกล่องข้อมูล

โพลี(อะคริลิกแอซิด) ( PAA ; ชื่อทางการค้าคาร์โบเมอร์ ) เป็นพอลิเมอร์ที่มีสูตรเคมี (CH₂ ₋ CHCO₂H ₎ n _เป็นอนุพันธ์ของกรดอะคริลิก (CH₂ ₌ CHCO₂H ₎นอกจากโฮโมพอลิเมอร์ แล้ว ยังมี โคพอลิเมอร์และพอลิเมอร์แบบเชื่อมโยงกันหลายชนิด รวมถึง อนุพันธ์ ที่ถูกกำจัด โปรตอนบางส่วน ซึ่งมีมูลค่าทางการค้า ในสารละลายน้ำที่ค่า pH เป็นกลาง PAA เป็น พอ ลิเมอร์ประจุลบ กล่าว คือ โซ่ข้างของ PAA จำนวนมากสูญเสียโปรตอนและได้รับประจุลบ PAA ที่ถูกกำจัดโปรตอนบางส่วนหรือทั้งหมดเป็นพอลิอิเล็กโทรไลต์มีความสามารถในการดูดซับและกักเก็บน้ำ และบวมตัวได้หลายเท่าของปริมาตรเดิม คุณสมบัติเหล่านี้ ได้แก่ ความเป็นกรด-เบส และการดึงดูดน้ำ เป็นพื้นฐานของการใช้งานหลายอย่าง

PAA เช่นเดียวกับพอลิเมอร์อะคริเลต อื่นๆ มักจะถูกสังเคราะห์ผ่านกระบวนการที่เรียกว่าการพอลิเมอไรเซชันแบบอนุมูลอิสระ^{[ 3 ] [ 4 ]}แม้ว่าอาจใช้การพอลิเมอไรเซชันแบบกราฟต์ได้เช่นกัน^{[ 5 ] [ 6 ]}การพอลิเมอไรเซชันแบบอนุมูลอิสระเกี่ยวข้องกับการแปลงโมโนเมอร์ ในกรณีนี้คือกรดอะคริลิก (CH ₂ =CHCO ₂ H) ให้เป็นสายโซ่พอลิเมอร์ผ่านการทำงานของอนุมูลอิสระ^{[ 7 ] [ 8 ] [ 9 ]}โดยทั่วไปกระบวนการจะดำเนินตามขั้นตอนเหล่านี้: ^{[ 10 ]}

1. การเริ่มต้น : อนุมูลอิสระถูกสร้างขึ้นโดยตัวเริ่มต้น เช่นโพแทสเซียมเปอร์ซัลเฟต ( K2S2O8 ) หรืออะโซบิสไอโซบิวทิโรไนไตรล์_{( AIBN} ) _{อนุมูล} อิสระเหล่านี้มีปฏิกิริยาสูงและสามารถเริ่ม ต้นกระบวนการพอลิเมอไรเซชันได้โดยการทำปฏิกิริยากับหน่วยโมโนเมอร์^{[ 11 ]}
2. การแพร่กระจาย : เมื่ออนุมูลอิสระทำปฏิกิริยากับโมโนเมอร์แล้ว จะสร้างอนุมูลอิสระใหม่ที่ปลายโซ่ที่กำลังเติบโต อนุมูลอิสระใหม่นี้สามารถทำปฏิกิริยากับหน่วยโมโนเมอร์เพิ่มเติม ทำให้โซ่เติบโตต่อไปได้^{[ 12 ]}
3. การยุติ : ปฏิกิริยายังคงดำเนินต่อไปจนกว่าอนุมูลอิสระสองตัวจะรวมตัวกัน หรืออนุมูลอิสระถูกถ่ายโอนไปยังโมเลกุลอื่น ทำให้การเติบโตของสายโซ่พอลิเมอร์สิ้นสุดลง^{[ 13 ]}
4. การถ่ายโอนลูกโซ่และการยับยั้ง : ปฏิกิริยาอื่นๆ ก็สามารถเกิดขึ้นได้เช่นกัน เช่น การถ่ายโอนลูกโซ่ (ซึ่งอนุมูลอิสระถูกถ่ายโอนไปยังโมเลกุลอื่น ทำให้เกิดอนุมูลอิสระใหม่) หรือการยับยั้ง (ซึ่งสิ่งเจือปนหยุดการเติบโตของลูกโซ่) ^{[ 14 ]}

กรดโพลีอะคริลิกเป็นโพลีอิเล็กโทรไลต์ประจุลบอ่อน ซึ่งระดับการแตกตัวเป็นไอออนขึ้นอยู่กับค่า pH ของสารละลาย ในรูปแบบที่ไม่แตกตัวเป็นไอออนที่ค่า pH ต่ำ PAA อาจรวมตัวกับพอลิเมอร์ที่ไม่แตกตัวเป็นไอออนต่างๆ (เช่น โพลีเอทิลีนออกไซด์ โพลี-N-ไวนิลไพโรลิโดน โพลีอะคริลาไมด์ และอีเทอร์เซลลูโลสบางชนิด) และสร้างสารประกอบ เชิงซ้อนระหว่างพอลิเมอร์ที่เชื่อมด้วยพันธะ ไฮโดรเจน^{[ 15 ]}ในสารละลายในน้ำ PAA ยังสามารถสร้างพอลิคอมเพล็กซ์กับพอลิเมอร์ที่มีประจุตรงข้าม เช่น ไคโตซาน สารลดแรงตึงผิว และโมเลกุลยา (ตัวอย่างเช่น สเตรปโตมัยซิน) ^{[ 16 ]}

สาร PAA ชนิดแห้งมีลักษณะเป็นผงสีขาวฟู

ใน โซเดียมโพลีอะคริเลตในรูปผงแห้งไอออนโซเดียมที่มีประจุบวกจะยึดติดอยู่กับโพลีอะคริเลตอย่างไรก็ตาม ในสารละลายในน้ำ ไอออนโซเดียมสามารถแยกตัวออกมาได้ การมีอยู่ของไอออนโซเดียมทำให้โพลีเมอร์สามารถดูดซับน้ำได้ในปริมาณมาก

PAA ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในสารช่วยกระจายตัว น้ำหนักโมเลกุลของมันมีผลกระทบอย่างมากต่อคุณสมบัติทางรีโอโลยีและความสามารถในการกระจายตัว และด้วยเหตุนี้จึงส่งผลต่อการใช้งาน การใช้งานหลักของ PAA คือการใช้เป็นสารดูดซับพิเศษประมาณ 25% ของ PAA ถูกนำไปใช้ในผงซักฟอกและสารช่วยกระจายตัว

กรดโพลีอะคริลิกและอนุพันธ์ของมัน (โดยเฉพาะโซเดียมโพลีอะคริเลต ) ใช้ในผ้าอ้อมแบบใช้แล้วทิ้ง กรดอะคริลิกยังเป็นส่วนประกอบหลักของโพลีเมอร์ดูดซับพิเศษ (SAPs) ซึ่งเป็นโพลีอะคริเลตแบบเชื่อมโยงที่สามารถดูดซับและกักเก็บของเหลวได้มากกว่า 100 เท่าของน้ำหนักตัวเอง สำนักงานคณะกรรมการอาหารและยาของสหรัฐอเมริกาอนุญาตให้ใช้ SAPs ในบรรจุภัณฑ์ที่สัมผัสกับอาหารทางอ้อม^{[ 17 ] [ 18 ]}

ผงซักฟอกมักมีโคพอลิเมอร์ของกรดอะคริลิกที่ช่วยในการดักจับสิ่งสกปรก กรดโพลีอะคริลิกแบบเชื่อมโยงข้ามยังถูกนำมาใช้ในการผลิตผลิตภัณฑ์ในครัวเรือน รวมถึงน้ำยาทำความสะอาดพื้น PAA อาจทำให้สารฆ่าเชื้อคลอร์เฮกซิดีนกลูโคเนตไม่ ทำงาน ^{[ 19 ]}

เจลโพลีอะคริลิกแอซิดที่เป็นกลางแล้วนั้นเหมาะสมที่จะใช้เป็นเมทริกซ์ที่เข้ากันได้ทางชีวภาพสำหรับการใช้งานทางการแพทย์ เช่น เจลสำหรับผลิตภัณฑ์ดูแลผิว ฟิล์ม PAA สามารถเคลือบลงบนอุปกรณ์ปลูกถ่ายกระดูกเพื่อป้องกันการกัดกร่อนได้ นอกจากนี้ ไฮโดรเจลที่เชื่อมโยงกันของ PAA และเจลาตินยังถูกนำมาใช้เป็นกาวทางการแพทย์อีกด้วย

การใช้งานอื่นๆ ได้แก่สีและเครื่องสำอางช่วยรักษาเสถียรภาพของของแข็งแขวนลอยในของเหลว^{[ 20 ]}ป้องกันการแยกตัวของอิมัลชัน และควบคุมความสม่ำเสมอในการไหลของเครื่องสำอาง รหัสคาร์โบเมอร์ (910, 934, 940, 941 และ 934P) เป็นตัวบ่งชี้ถึงน้ำหนักโมเลกุลและส่วนประกอบเฉพาะของพอลิเมอร์ สำหรับการใช้งานหลายอย่าง PAA ถูกใช้ในรูปของเกลือโลหะอัลคาไลหรือแอมโมเนียม เช่นโซเดียมโพลีอะคริเลต

กรดโพลีอะคริลิกสามารถใช้เป็นแบบจำลองหินสำหรับการศึกษาธรณีวิทยาโครงสร้างได้

มีการใช้คาร์โบพอลในการทดลองจำลองทางธรณีวิทยา

ภาพถ่ายจุลภาคของวัสดุขึ้นรูปคาร์โบพอล

ไฮโดรเจลที่ได้จาก PAA ได้รับความสนใจอย่างมากในการศึกษาเพื่อใช้เป็นผ้าพันแผลและช่วยในการรักษาบาดแผล^{[ 21 ]}นอกจากนี้ PAA ยังแสดงผลลัพธ์ที่น่าสนใจเมื่อถูกตรวจสอบในฐานะสารยึดเกาะอิเล็กโทรดที่ละลายน้ำได้สำหรับแบตเตอรี่ลิเอนไอออน^{[ 22 ] [ 23 ] [ 24 ]}

มีรายงานบางส่วนเกี่ยวกับการใช้ PAA เป็นสารลดการจับตัวเป็นก้อน (เรียกว่าโพลีอะคริเลตอัลคา ไลน์ ) สำหรับอุตสาหกรรมการขุดเจาะน้ำมัน^{[ 25 ] [ 26 ]}

มีรายงานว่าใช้สำหรับชุบแข็ง โลหะ ในงานโลหะด้วย (ดูโซเดียมโพลีอะคริเลต ) ^{[ 27 ]}