什么是聚丙烯酸钠盐?
什么是聚丙烯酸钠盐?
聚丙烯酸钠盐又名聚丙烯酸钠。是一种新型功能高分子材料和重要化工产品,固态产品为白色(或浅黄色)块状或粉末,液态产品为无色(或淡黄色)粘稠液体。溶解于冷水、温水、甘油、丙二醇等介质中,对温度变化稳定,具有固定金属离子的作用,能阻止金属离子对产品的消极作用,是一种具有多种特殊性能的表面活性剂。
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,粘性并非吸水膨润(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,以及在食品工业中作增黏剂、乳化分散剂等。
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。
3.、国外通过辐射聚合NaOH与丙烯酸的中和物制得。
合成方法
1.将去离子水和34kg链转移剂异丙醇依次加入反应釜中,加热至80~82℃。滴加14kg过硫酸铵和170kg单体丙烯酸的水溶液(去离子水)。滴毕后,反应3h。冷至40℃,加入30%的NaOH水溶液,中和至pH值为8.0~9.0蒸出异丙醇和水得液体产品。喷雾干燥得固体产品丙烯酸或丙烯酸酯与氢氧化钠反应得丙烯酸钠单体,除去副生的醇类,经浓缩、调节pH值,以过硫酸铵为催化剂聚合而得由丙烯酸和氢氧化钠反应制得丙烯酸钠单体,再在过硫酸铵催化下,聚合成聚丙烯酸钠将相对分子质量1 000~3 000的聚丙烯酸钠加入反应釜中,配成30%的水溶液即可
2.丙烯酸或丙烯酸酯与氢氧化钠反应得丙烯酸钠单体,除去副产的醇类,经浓缩、调节PH值,以过硫酸铵为催化剂聚合制得。
3.聚合法 在装有搅拌器、回流冷凝管、温度计、滴液漏斗的500mL四口烧瓶中,加入一定量的去离子水,再加入链转移剂亚硫酸氢钠(用量占体系质量的4.5%),搅拌溶解,加热升温至65℃,开始滴加单体丙烯酸及引发剂过硫酸铵水溶液。其中单体丙烯酸的质量分数占体系的30%,过硫酸铵的质量分数占体系的0.06%,滴加时间为3h,滴完后保温3h,用质量分数为30%氢氧化钠水溶液中和至pH值为7~7.5,得到无色的黏稠、低分子质量聚丙烯酸钠溶液。
4.乳液聚合法 单体溶液由丙烯酸经氢氧化钠溶液中和,再加入少量丙烯酰胺制得。在250mL反应瓶中,加入单体溶液、十二烷基磺酸钠,搅拌其混合均匀,同时通氮除氧20min,加入还原剂、乳化剂、溶剂和氧化剂。将体系升温至45℃,4h后结束聚合。升温达到一定的出水量后,停止反应。最后将反应液过滤烘干,得到粉末状产物(PAA-Na)。