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聚丙烯酸钠概述

 

中文名称:聚丙烯酸钠
中文别名:2-丙烯酸钠均聚物; 聚丙烯酸钠(系列);聚丙烯酸钠(PAAS); S聚丙烯酸钠;
英文名称:Sodium polyacrylate
英文别名:Polyacrylic acid sodium salt; Sodiumpolyacrylateinwater; (PAAS)
CAS号:9003-04-7
分子式(C3H3NAO2)N
分子量:一般10-10数量级
 
    聚丙烯酸钠是一类聚阴离子的高分子电介质,是一类用途非常广泛的重要化工产品。在环保、食品、医药、纺织、水处理、石油化学、冶金等部门有着广泛的应用。
    聚丙烯酸钠包括水溶性的和水溶胀性两大类,水溶胀性的聚丙烯酸钠属高吸水性树脂的范畴;另一类水溶性的聚丙烯酸钠则由于其不同的分子量而具有各种不同的性能被广泛地应用于食品,饲料,纺织,造纸,水处理,石油化工,农林园艺,生理卫生等领域。
    水溶性聚丙烯酸钠根据相对分子质量大小的差异而具有不同的用途,可分为低相对分子质量聚丙烯酸钠(约1000-10000),主要起分散作用;中相对分子质量(约104~106),主要起增稠作用;高相对分子质量(约106~107),主要起絮凝作用;对于超低相对分子质量(700以下)的聚丙烯酸钠盐的用途还未完全开发,超高相对分子质量的聚丙烯酸钠高吸水性树脂,主要用作吸水剂。
    聚丙烯酸钠大多以丙烯酸为原料经氢氧化钠中和后聚合得到,还可用其它单体与丙烯酸钠进行共聚,对聚丙烯酸钠的性能进行改性,合成具有特殊性能的聚丙烯酸钠共聚物。
    聚丙烯酸钠作为一种精细化工产品,在近年来得到广泛的研究。其合成方法因具体的分子量大小、应用功能及经济角度等方面的因素,可选用溶液法、悬浮法和乳液法来合成液态、胶态、胶板或粉末状聚合物。聚丙烯酸钠的分子量可以从几百至几千万以上,不同分子量的聚丙烯酸钠有不同的用途。
    聚丙烯酸钠用途非常广泛,可分为工业用和食品添加剂用两大类。其工业化产品有白色(或浅黄色)块状或粉末;无色透明(或浅黄色)粘稠液体。工业应用领域覆盖日用化学工业、农业、石油工业、工业循环水系统、矿业、涂料、造纸、纺织、建筑和医药卫生等行业。
    由于其在应用领域的拓展,杭州絮媒化工有限公司通过自己的研发队伍,开发了一系列的聚丙烯酸钠产品,应用于各行各业得到了市场的高度认可。
食品级聚丙烯酸钠
 食品级聚丙烯酸钠

  

    聚丙烯酸钠作为一种新型食用胶,是具有亲水基因的高分子化合物,缓慢溶于水形成极粘稠的透明溶液,黏度约为CMC、海藻酸钠的15-20倍,其增稠的特性作为食品胶的应用就是其中之一。国外从上世纪六十年代就将聚丙烯酸钠用于多种食品的增稠、增筋和保鲜等。


 

项 目
指 标
硫酸盐(以SO4计),w/ %      ≤
0.49
重金属(以Pb计)/(mg/kg)   ≤
20.0
砷(以As计)/(mg/kg)       ≤
2.0
残存单体,w/ %               ≤
1.0
低聚合物,w/ %               ≤
5.0
干燥失重,w/ %               <
6.0
烧灼残渣,w/ %               ≤
76.0
pH(0.1%水溶液)
8~10
0.2%水溶液粘度
(60rpm.20℃)
250~430 cps
注:生产工艺,丙烯酸+NaOH→中和催化剂→聚合→精制→干燥→粉碎→成品。
聚丙烯酸钠在食品增稠剂的特性:
①  分子量大并且是电解质,因此其水溶液呈现极高的黏度。
②  根据溶液的不同浓度及醋酸等改变PH值,可以调整其水溶液的黏度。
③  热稳定性强,200℃以下几乎不分解。水溶液的热稳定性很强。
④  水溶液和铁.钙.镁等离子结合,形成不溶于水的凝胶。
⑤  与瓜尔豆胶等其他增稠剂复配使用,可以增加黏度减少添加量。
聚丙烯酸钠对食品的效用:
①  增加原料粉中的蛋白质黏结力。
②  使淀粉粒子相互结合,分散渗透到蛋白质的网状结构中。
③  使原料形成致密光洁的表面
④  使原料成为稳定的胶质,因而避免可溶性淀粉的渗出。
⑤  保湿性强,使原料中的水分分布均匀,防止干燥。
⑥  增加原料的延展性。
⑦  使原料中的油脂成分均匀分布,保持其稳定性。
超高分子量聚丙烯酸钠
    超高分子聚丙烯酸钠絮凝剂是本公司经过多年针对絮凝剂的特性研发的产品,其特点是分子量大,溶解速度快,用量少,除杂效果好,使用和储存方便等特点,在中盐集团、苏化集团、杭州电化等生产试验表明,效果明显优于其它厂家的絮凝剂。
技术指标:

项目

指标

外观

白色颗粒/粉末

固含量

≥90%

PH值

 ≥7

相对分子量

≥3000万

溶解时间

≤30分钟

残余单体

≤0.5%

应用领域:
1、 铝钒土中红泥分离:
    氧化铝赤泥沉降絮凝剂超高分子聚丙烯酸钠是一种带有改性功能团的新一代高分子聚合物絮凝剂,水溶液呈阴性,在拜耳法和烧结法赤泥沉降工序中有良好的性能,不但能起到架桥絮凝作用,而且还具有选择性吸附功能,可以与Fe离子形成结构致密螯合物,因而可以加速沉淀。与国内外现絮凝剂比较具有用量小,沉降速度快,压缩液固比小,上清层澄清度高等优点。絮凝剂在拜耳法和烧结法赤泥沉降中的应用,赤泥沉降工序的正常运行不仅关系到产品质量的好坏和设备生产能力的发挥,而且还对整个生产和工厂的生产成本有着重要的影响。为了强化赤泥的沉降分离过程,即提高沉降速度,改善澄清液质量,降低底流液固比,不但要正确设计和选用合理结构的沉降槽,还需要有高效能的絮凝剂。添加絮凝剂是目前普遍采用的加速赤泥沉降的有效方法。
2、 液体氢氧化钠的精制:
    通常认为,隔膜法氢氧化钠中的铁、氯碱等杂质比水银法氢氧化钠的多。如添加超高分子聚丙烯酸钠水溶液,液体氢氧化钠中的杂质则形成不溶性凝胶,凝聚在溶液的上部或底部。
3、 食盐水精制用沉淀促进剂:
    电解制碱工业中应用的食盐水精制用沉淀促进剂,用于沉淀除去钙、镁等杂质。
4、 自来水水源的澄清剂:
    下大雨可使河流浑浊,只用明矾絮凝澄清有困难的话,为促进凝聚、沉淀可使用超高分子聚丙烯酸钠。
低分子量聚丙烯酸钠
一、产品特性:
    低分子聚丙烯酸钠产品是含有强阴离子活性基团,通过螯合、分散、晶格歪曲作用,广泛应用于造纸涂布、水性涂料、水性油墨的颜料分散、水处理阻垢、纺织印染、陶瓷制备、石油钻采、科学研究等众多领域,尤其是粉剂低分子量聚丙烯酸钠产品的生产,处于国内领先地位,其所具有的节能、环保、稳定、高效的特性,对提高产品性能,提升产品档次,具有十分诱人的发展前景。

固体低分子聚丙烯酸(钠)阻垢分散剂质量指标及应用案例:

项目

XMPS-DF-01

XMPS-DF-02

外观

白色流动性粉末

粘 度(NDJ-79,25℃)

40%水溶液15-25mpa.s

10%水溶液300-350mpa.s

固含量

≥95%

≥95%

水分

≤5%

≤5%

PH值

5-6

5-6

单体残留量

≤0.5%

≤0.5%

水溶性(全溶)

≤30min

≤30min

水不溶物

≤1.5%

≤1%

600℃灼烧残渣

≤20%

≤20%


钻井泥浆降失水剂
    在钻井泥浆中加入聚丙烯酸钠可提高泥浆的润滑性和稳定性,减少钻井液向地层中滤失水量,防止因滤失水进入岩层孔隙中形成水锁而污染油层,可在渗透性地层的壁上形成泥饼,防止井壁坍塌,保证井身安全。有效地防止卡钻和解卡钻,提高钻井效率。
水泥减水剂
    水泥加水后,由于水泥颗粒间分子引力的作用,而产生许多絮状物,形成絮凝结构,在这种结构中,包裹了很多拌合水,从而降低了混凝土拌合物的和易性。这时,若加入适量的聚丙烯酸钠,则由于其表面活性作用,致使憎水基端定向吸附与水泥颗粒表面,亲水基端指向水溶液,于是水泥颗粒表面均带上相同的电荷,加大了水泥颗粒间的静电斥力,导致水泥颗粒互相分散。从而减少水泥混合时所需的水量,提高了所制混凝土的强度。
颜料分散剂
    聚丙烯酸钠是有效的颜料分散剂,特别对无机颜料。将颜料分散在己内酰胺中,用聚丙烯酸钠作为分散剂,加热此混合物,可制得聚酰胺模压件。 
农药造粒展开剂
    农药中有效成分以无机矿粉作载体,用聚丙烯酸钠水溶液做展开剂,能制得润湿的悬浊颗粒状农药。
陶瓷添加剂
    聚丙烯酸钠在陶瓷工业中也有应用,具有一定的高分子链可起到立体稳定作用,而本身带的电荷可起到静电稳定作用,因此,可以降低料浆的粘度,防止颗粒团聚。实验表明,聚丙烯酸钠是一种较好的陶瓷料浆减水剂,同时对坯体的干燥强度还具有一定的增强效果。
聚丙烯酸钠吸水树脂
一、产品简介
    高吸水性树脂(Super Absorbent Polymer,简称SAP)是本公司运用具有自主知识产权的发明专利而研发生产的一种新型的功能性高分子吸水材料,含有大量的亲水基团和独特的体型网状结构,能够在短时间内吸收并保持超过自身重量数百倍的水分或者数十倍的生理盐水(体液),保水性能良好,它以优异的吸水保持性能,在医疗卫生用品领域得以广泛的应用。随着现代社会的飞速发展,其应用范围正在不断地拓展到更为广阔的领域。
    水之媒牌高吸水性树脂是一种交联型丙烯酸/丙烯酸钠共聚物,外观呈白色颗粒状粉末,采用先进的专利生产技术,产品凝胶强度高、抗压吸收量大,单体残留量低,无毒无臭,对皮肤无刺激,在一定条件下可以完全降解成水、二氧化碳等小分子物质,是一种真正的“绿色”环保的高科技化工产品。
二、产品规格及主要性能指标

项目

外 观

吸盐水倍数(生理盐水,60分钟)g/g

吸水倍数(蒸馏水,60 分钟)g/g

吸水倍数(自来水,60 分钟)g/g

吸水速度(80g自来水/g) 秒

pH 值

参考数值

白色固体
粒状/粉末

≥53

≥520

≥300

≤60

6.5~8.0

三、应用范围
1. 婴儿、成人纸尿裤;
2. 卫生巾或卫生护垫;
3. 复合纸;
4. 手术床垫;
5.宠物床垫;
6. 浴足高分子等。
农用保水剂
    本产品主要用作冰晶的制造及农业保水剂应用。有改良土壤结构,增加土壤蓄水量,提高作物对自然降水的利用率,促根壮苗,增强作物的抗旱性能等多种功效:
(1)持效性能好,营养型抗旱保水剂充分吸水后,在土壤中形成一个个植物生长所需的“小水库”,比目前保水剂直接使用蒸发量降低10—20%,延长释放时间20—40天。
(2)具有多种肥效,由于本发明在吸水材料中加入了氮、磷、钾和微量元素等多种植物营养,除了具有抗旱保墒、增强作物抗逆性性能以外,还可以缓慢释放肥料,提高肥料利用效率。
(3)吸水速度快,在充分水分条件下,在土壤中10—25分钟可以使保水剂的蓄水量达到饱和状态;水分释放缓慢,在埋深15—20cm土层时,保水剂蓄积的水分80—120天释放95%以上。
(4)耐储运,在防潮措施得当的情况下,可以长途运送,贮藏期可达3—5年。
(5)吸水倍数稳定,本发明涉及的系列产品吸水倍数为50—300倍。
(6)本产品具有吸水后进行冷冻拿出来使用能延长冷媒的摄放时间,而达到延长冷藏时间。
人造雪
    人造雪――是一种高科技化工产品,聚合体的化学物质,聚合体的意思是长链分子,人造雪利用它对水的渗透性(水分子渗透到其中)。当水份子与聚合体接触时,从聚合体外部进入内部产生膨胀。聚合物链是具有弹性的,但只能伸长到一定长度后就不能再伸长了。该产品为细小颗粒状,吸水后外观与真的雪没有区别,洁白,晶莹,高温不化,摸上去凉凉的、有雪的感觉,而且无毒、无害、无污染。该产品还可用于商场柜台装饰、圣诞节装饰、影视、舞台的布景等。
液体低分子聚丙烯酸钠
    聚合物本体含有强阴离子活性基团,通过螯合、分散、晶格歪曲作用,可有效分散滑污垢团粒和钙皂污垢,主要作为水处理中的阻垢分散剂使用。
一、质量指标:

项   目

指   标

外观

浅黄色粘稠液体

分子量

2000-3000

固含量

40%±3

螯合力

90ml/g

分散力

75

PH(原液)

5-7

游离单体

≤0.5%

二、使用案例:
1、钻井泥浆降失水剂
    在钻井泥浆中加入聚丙烯酸钠可提高泥浆的润滑性和稳定性,减少钻井液向地层中滤失水量,防止因滤失水进入岩层孔隙中形成水锁而污染油层,可在渗透性地层的壁上形成泥饼,防止井壁坍塌,保证井身安全。有效地防止卡钻和解卡钻,提高钻井效率。
2、油井压裂液
    将聚丙烯酸钠配成0.5%--2%的水溶液,压入井下底层,使地层断裂。聚丙烯酸钠水溶液不仅具有增绸、携砂、降低压裂液流失的作用,而且还有缓释作用,能使压力的传递损失下降。
3、水泥减水剂
    水泥加水后,由于水泥颗粒间分子引力的作用,而产生许多絮状物,形成絮凝结构,在这种结构中,包裹了很多拌合水,从而降低了混凝土拌合物的和易性。这时,若加入适量的聚丙烯酸钠,则由于其表面活性作用,致使憎水基端定向吸附与水泥颗粒表面,亲水基端指向水溶液,于是水泥颗粒表面均带上相同的电荷,加大了水泥颗粒间的静电斥力,导致水泥颗粒互相分散。从而减少水泥混合时所需的水量,提高了所制混凝土的强度。
4、颜料分散剂
    聚丙烯酸钠是有效的颜料分散剂,特别对无机颜料。将颜料分散在己内酰胺中,用聚丙烯酸钠作为分散剂,加热此混合物,可制得聚酰胺模压件。
5、农药造粒展开剂
    农药中有效成分以无机矿粉作载体,用聚丙烯酸钠水溶液做展开剂,能制得润湿的悬浊颗粒状农药。
6、陶瓷添加剂
    聚丙烯酸钠在陶瓷工业中也有应用,具有一定的高分子链可起到立体稳定作用,而本身带的电荷可起到静电稳定作用,因此,可以降低料浆的粘度,防止颗粒团聚。实验表明,聚丙烯酸钠是一种较好的陶瓷料浆减水剂,同时对坯体的干燥强度还具有一定的增强效果。
盐水精制絮凝剂TXY
盐水精制絮凝剂(XMPS-YS)
    本产品是线状高分子聚合物,水溶液呈阴性(水溶液中含有-COONa活性基团)这种大分子链在水中一方面提高水的稠度, 另一方面由于其具有架桥作用,同时活性基团能吸附水中的某些微粒,因而可用来加速沉淀。
使用参考指标:
    PH范围:7-11        
    配制浓度:0.1-0.05%        
    净化水用量:0.5-2PPM
电解食盐水应用XMPS-YS特点方法及效果:
    化工生产中应用的电解食盐水中含有Ca2+、Mg2+。一般是添加碳酸钠或氢氧化钠使之沉淀而除去,但沉降速度很慢,故需很多巨大的沉降槽,费时间约数天左右。如果采用淀粉等凝聚剂效果也不明显,如改用XMPS-YS,则可大大提高沉降速度。隔膜法制碱时,碱液中含有1~2%氯化钠和三价铁离子等杂质,限制了产品的应用范围,添加0.5~2PPM少量聚丙烯酸钠1~6小时后,可使杂质凝聚在碱液的表面和底部。澄清或过滤后,即可得到纯度很高的液碱。
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