Полиакриламид - Polyacrylamide

Полиакриламид
Полиакриламид.svg
Имена
Название ИЮПАК
поли (2-пропенамид)
Другие имена
поли (2-пропенамид), поли (1-карбамоилэтилен)
Идентификаторы
ChemSpider
ECHA InfoCard 100.118.050 Отредактируйте это в Викиданных
UNII
Характеристики
(C 3 H 5 НЕТ) n
Если не указано иное, данные приведены для материалов в их стандартном состоянии (при 25 ° C [77 ° F], 100 кПа).
☒N проверить  ( что есть   ?) проверитьY☒N
Ссылки на инфобоксы

Полиакриламид (сокращенно ПАМ) представляет собой полимер с формулой (-CH 2 CHCONH 2 -). Имеет линейно-цепную структуру. ПАМ обладает высокой водопоглощающей способностью и при гидратации образует мягкий гель . В 2008 году было произведено около 750 000 000 кг, в основном для водоочистки, бумажной и минеральной промышленности.

Физико-химические свойства

Полиакриламид - это полиолефин . Его можно рассматривать как полиэтилен с амидными заместителями на чередующихся атомах углерода. В отличие от различных нейлонов , полиакриламид не является полиамидом, поскольку амидные группы не входят в основную цепь полимера. Благодаря наличию амидных (CONH 2 ) групп чередующиеся атомы углерода в основной цепи являются стереогенными (в просторечии: хиральными). По этой причине полиакриламид существует в атактической, синдиотактической и изотактической формах, хотя этот аспект редко обсуждается. Полимеризация инициируется радикалами и предполагается стереослучайной.

Сополимеры и модифицированные полимеры

Линейный полиакриламид - водорастворимый полимер. Другие полярные растворители включают ДМСО и различные спирты. Сшивание может быть осуществлено с использованием N, N-метиленбисакриламида . Некоторые сшитые материалы набухают, но не растворяются, т. Е. Представляют собой гидрогели.

Частичный гидролиз происходит при повышенных температурах в водной среде, превращая некоторые амидные заместители в карбоксилаты. Таким образом, этот гидролиз делает полимер особенно гидрофильным. Полимер, полученный из N, N-диметилакриламида, устойчив к гидролизу.

Сополимеры акриламида включают те, которые получены из акриловой кислоты.

Использует

В 1970-х и 1980-х годах эти полимеры чаще всего использовались при очистке воды. Следующее крупное применение по весу - добавки для обработки целлюлозы и производства бумаги . Около 30% полиакриламида используется в нефтяной и минеральной промышленности.

Флокуляция

Одним из наиболее распространенных применений полиакриламида является флокуляция твердых частиц в жидкости. Этот процесс применяется к очистке воды , а также к таким процессам, как изготовление бумаги и трафаретная печать. Полиакриламид может поставляться в порошковой или жидкой форме, причем жидкая форма подразделяется на подкатегории растворного и эмульсионного полимера.

Даже если эти продукты часто называют «полиакриламидом», многие из них на самом деле сополимеров из акриламида и одного или несколько других видов, такие как акриловая кислота или ее соль. Эти сополимеры имеют модифицированную смачиваемость и набухаемость.

Ионные формы полиакриламида играют важную роль в индустрии очистки питьевой воды . Соли трехвалентного металла, как хлорид железа и хлорид алюминия , соединяется с помощью длинных полимерных цепей полиакриламида. Это приводит к значительному увеличению скорости флокуляции . Это позволяет водоочистным сооружениям значительно улучшить удаление общего органического содержания (TOC) из сырой воды.

Повышение нефтеотдачи

Основная статья: Повышение нефтеотдачи

В нефтегазовой промышленности производные полиакриламида, особенно их сополимеры, оказывают существенное влияние на нетрадиционную добычу и гидроразрыв пласта. Полиакриламид и его производные используются в недрах, например, для повышения нефтеотдачи. Водные растворы с высокой вязкостью могут быть получены с низкими концентрациями полиакриламидных полимеров, и их можно закачивать для улучшения экономических показателей обычного заводнения.

Кондиционирование почвы

Основная статья: почвенный кондиционер

Основными функциями полиакриламидных кондиционеров почвы являются повышение рыхлости, аэрации и пористости почвы, а также уменьшение уплотнения, запыленности и стекания воды. Вторичные функции заключаются в увеличении силы роста растений, цвета, внешнего вида, глубины укоренения и прорастания семян при одновременном снижении потребности в воде, болезней, эрозии и затрат на содержание. Для этого используется FC 2712.

Ниша

Полимер также используется для изготовления игрушек Gro-Beast, которые расширяются при помещении в воду, таких как Test Tube Aliens . Точно так же абсорбирующие свойства одного из его сополимеров можно использовать в качестве добавки к порошку для тела.

Он использовался в ботоксе в качестве подкожного наполнителя для эстетической хирургии лица (см. Аквамид ).

Он также использовался при синтезе первой жидкости Богера .

Лаборатории молекулярной биологии

Полиакриламид также часто используется в приложениях молекулярной биологии в качестве среды для электрофореза белков и нуклеиновых кислот в методике, известной как PAGE .

Полиакриламид впервые был использован в лабораторных условиях в начале 1950-х годов. В 1959 году группы Дэвиса и Орнштейна и Раймонда и Вайнтрауба независимо друг от друга опубликовали информацию об использовании электрофореза в полиакриламидном геле для разделения заряженных молекул . Этот метод широко применяется сегодня и остается обычным протоколом в лабораториях молекулярной биологии .

Акриламид находит и другое применение в лабораториях молекулярной биологии, включая использование линейного полиакриламида (LPA) в качестве носителя , который помогает осаждать небольшие количества ДНК . Многие компании-поставщики лабораторий продают LPA для этих целей.

Воздействие на окружающую среду

Из-за большого объема производимого полиакриламида эти материалы подвергались тщательной проверке с точки зрения охраны окружающей среды и здоровья.

Полиакриламид малотоксичен, но его предшественник акриламид является нейротоксином и канцерогеном . Таким образом, опасения, естественно, связаны с возможностью того, что полиакриламид загрязнен акриламидом . Прилагаются значительные усилия для удаления следов акриламида из полимера, предназначенного для использования рядом с пищевыми продуктами.

Кроме того, существуют опасения, что полиакриламид может деполимеризоваться с образованием акриламида. В условиях, типичных для приготовления пищи, полиакриламид не полимеризуется в значительной степени.

Единственное утверждение, что полиакриламид превращается в акриламид, было широко оспорено.

Смотрите также

использованная литература