पॉलीऐक्रेलिक एसिड उच्च जल अवशोषण क्षमता वाला एक अद्वितीय बहुलक है। यह यौगिक जैविक रूप से निष्क्रिय है, इसलिए इसका व्यापक रूप से स्वच्छता और कॉस्मेटिक उत्पादों के निर्माण के साथ-साथ दवा में सहायक सामग्री के निर्माण में उपयोग किया जाता है। Polyacrylates (अम्ल लवण), जिन्होंने भौतिक और यांत्रिक गुणों में सुधार किया है, का दायरा और भी व्यापक है।
विवरण
पॉलीऐक्रेलिक एसिड एक मैक्रोमोलेक्यूलर पदार्थ है, जिसकी मोनोमेरिक इकाई यौगिक CH2=CH−COOH (ऐक्रेलिक या प्रोपेनोइक, एथेनेकारबॉक्सिलिक एसिड) है। इस बहुलक में कोई विषाक्तता, अच्छा पानी घुलनशीलता और उच्च क्षार प्रतिरोध नहीं है।
पॉलीऐक्रेलिक एसिड का रासायनिक सूत्र है (C2H3COOH) । यौगिक का संरचनात्मक सूत्र नीचे दिए गए चित्र में दिखाया गया है।
पॉलीऐक्रेलिक एसिड एक विशिष्ट कमजोर पॉलीएसिड है। इसके मैक्रोमोलेक्यूल्स में कार्यात्मक समूह होते हैं जिनमें क्षमता होती हैइलेक्ट्रोलाइटिक पृथक्करण के लिए। यह एक स्पष्ट एम्बर तरल या सफेद दानेदार पाउडर के रूप में प्रकट होता है।
गुण
पॉलीऐक्रेलिक एसिड के मुख्य भौतिक और रासायनिक गुण हैं:
- क्रिस्टलीकरण चरण (कांचयुक्त अवस्था) को दरकिनार करते हुए यह बहुलक जिस तापमान पर ठोस हो जाता है - 106 °C.
- गर्म होने पर एनहाइड्राइड बनते हैं, और यदि तापमान 250 डिग्री सेल्सियस से अधिक हो जाता है, तो कार्बोक्सिल समूह से कार्बन डाइऑक्साइड के उन्मूलन की प्रतिक्रिया शुरू होती है - COOH, साथ ही मैक्रोमोलेक्यूल्स का क्रॉस-लिंकिंग, जो गठन की ओर जाता है एक स्थानिक संरचना के बहुलक और बहुलकीकरण की डिग्री में वृद्धि।
- इस बहुलक के लवणों में अधिक तापीय स्थिरता होती है। इस गुण का उपयोग मजबूत पॉलीऐक्रेलिक एसिड ग्राफ्टेड फाइबर के उत्पादन के लिए किया जाता है।
- क्षार के साथ परस्पर क्रिया करते समय (C2H3COOH) लवण बनाता है, अल्कोहल के साथ प्रतिक्रिया - एस्टर।
- सॉल्वैंट्स में पोलीमराइजेशन के बाद, पॉलिमर कठोर और भंगुर हो जाता है और 240 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर भी इन गुणों को बरकरार रखता है।
- जब कम आणविक भार वाले अल्कोहल इस एसिड के साथ प्रतिक्रिया करते हैं, तो विभिन्न स्थानिक संरचनाओं के एस्टर प्राप्त होते हैं।
- बहुलक के गुणों में एक तेज परिवर्तन कार्यात्मक समूहों के रूपांतरण की बहुत कम डिग्री पर होता है (50 kDa के द्रव्यमान के साथ अणुओं को क्रॉस-लिंक करने के लिए केवल 0.1% एथिलीन ग्लाइकॉल की आवश्यकता होती है)।
पॉलीऐक्रेलिक एसिड के जलीय घोल के गुणों में से एक यह है कि जबकिसी दिए गए बहुलक के आणविक भार में वृद्धि से घोल की चिपचिपाहट भी बढ़ जाती है, जो कि मैक्रोमोलेक्यूल्स की वृद्धि और पानी पर उनके प्रभाव से जुड़ी होती है। इसी समय, समाधान की चिपचिपाहट लागू कतरनी तनाव पर निर्भर नहीं करती है और अन्य पॉलीइलेक्ट्रोलाइट पॉलिमर के विपरीत, एक विस्तृत माप सीमा पर एक स्थिर मूल्य है। जब घोल की अम्लता में परिवर्तन होता है, तो रासायनिक ऊर्जा के यांत्रिक ऊर्जा में रूपांतरण के परिणामस्वरूप पॉलीएक्रेलिक एसिड फाइबर संकुचन या बढ़ाव से गुजरते हैं।
घुलनशीलता
(C2H3COOH) निम्नलिखित पदार्थों में अच्छी तरह घुल जाता है:
- पानी;
- डायथिलीन डाइऑक्साइड;
- मिथाइल और एथिल अल्कोहल;
- फॉर्मिक एसिड एमाइड;
- डाइमिथाइलफॉर्मामाइड।
पॉलीऐक्रेलिक एसिड के जलीय घोल में पॉलीइलेक्ट्रोलाइट प्रभाव (इलेक्ट्रोलाइटिक पृथक्करण में सक्षम) होता है, जो न्यूट्रलाइजेशन की डिग्री में वृद्धि के साथ रैखिक रूप से बढ़ता है।
पदार्थ यौगिकों में अघुलनशील है जैसे:
- एक्रिलिक एसिड मोनोमर;
- एसीटोन;
- एथॉक्सीथेन;
- हाइड्रोकार्बन।
धनायनित घोल और सर्फेक्टेंट के साथ, पदार्थ अघुलनशील लवण बना सकता है।
प्राप्त
पॉलीएक्रेलिक एसिड का संश्लेषण मोनोमर के पोलीमराइजेशन द्वारा किया जाता है। प्रतिक्रिया एक जलीय माध्यम में होती है, जहां एक क्रॉस-लिंकिंग एजेंट जोड़ा जाता है, या कार्बनिक सॉल्वैंट्स में। मिश्रण आमतौर पर पैडल रिएक्टर और उपकरण की सतह में किया जाता हैतरल सर्द के साथ 70 डिग्री सेल्सियस तक ठंडा। अंतिम उत्पाद एक जेल है - एक हाइड्रोफिलिक बहुलक जो सक्रिय रूप से नमी को अवशोषित करता है।
हाइड्रोजन पेरोक्साइड की क्रिया और सोडियम थियोग्लाइकोलेट के साथ पैरा-डायहाइड्रोक्सीबेंजीन की एक छोटी मात्रा को जोड़कर एक अधिक स्थिर जलीय एसिड समाधान प्राप्त किया जा सकता है, जिसका उपयोग आणविक भार को नियंत्रित करने के लिए किया जाता है। प्रतिक्रिया का अंतिम उत्पाद दंत चिकित्सा में उपयोग किया जाता है।
पॉलीऐक्रेलिक एसिड का अनुप्रयोग
यह बहुलक शिशु और वयस्क डायपर फिलर्स, सैनिटरी नैपकिन, डिस्पोजेबल डायपर और इसी तरह के अन्य उत्पादों में सुपरएब्जॉर्बेंट (तरल को पकड़ने और बनाए रखने के लिए) के रूप में सबसे व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।
अन्य क्षेत्र जहां पॉलीएक्रेलिक एसिड का उपयोग किया जाता है वे हैं:
- कृषि मिट्टी सुधार के लिए एक सामग्री है;
- उद्योग - कोलाइडल समाधान के स्टेबलाइजर्स और फ्लोक्यूलेंट;
- कमाना और कपड़ा उत्पादन - चमड़े की ड्रेसिंग और फाइबर उत्पादन में विद्युतीकरण को कम करने वाले पदार्थ;
- इलेक्ट्रॉनिक्स - लिथियम आयन बैटरी में कनेक्टिंग कंपोनेंट;
- औद्योगिक - जमा अवरोधक और समरूपता घटक (बिजली संयंत्र, स्टील और तेल रिफाइनरी, उर्वरक) के रूप में शीतलन और एयर कंडीशनिंग सिस्टम में।
इस पदार्थ का उपयोग फिल्मों के निर्माण में एक योजक के रूप में भी किया जाता है जो उनकी रंगीन होने और पालन करने की क्षमता में सुधार करता हैअन्य सामग्री के साथ।
दवा
एसिड और उसके लवण निम्नलिखित उद्देश्यों के लिए दवा में उपयोग किए जाते हैं:
- सक्रिय पदार्थों का वाहक;
- घाव भरने में तेजी लाने के लिए जलने और सूजन के लिए उपयोग किए जाने वाले हेमोस्टैटिक मलहम, बुने हुए और गैर-बुना सामग्री का एक घटक;
- दंत चिकित्सा में सामग्री भरने में बाइंडर।
इस सामग्री का लाभ यह है कि यह जैविक रूप से निष्क्रिय है और इसे बायोएक्टिव यौगिकों (एंजाइम, एंटीबायोटिक्स, वृद्धि कारक, आदि) के साथ प्रयोग किया जा सकता है।
पॉलीएक्रिलेट्स
पॉलीऐक्रेलिक अम्ल के लवण इस यौगिक के एस्टर के बहुलक हैं। दिखने में, वे पैराफिन से मिलते जुलते हैं। वे निम्नलिखित गुणों की विशेषता रखते हैं:
- पतला क्षार और अम्ल, प्रकाश और ऑक्सीजन का प्रतिरोध;
- क्षार विलयन के साथ अपघटन 80-100 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर पॉलीएक्रेलिक एसिड के निर्माण के साथ मनाया जाता है;
- 150 डिग्री सेल्सियस से ऊपर गर्म होने पर, वे थर्मल विनाश से गुजरते हैं, पॉलीएक्रिलेट अणु क्रॉसलिंक, मोनोमर (लगभग 1%) और वाष्पशील उत्पाद निकलते हैं;
- पॉलीएक्रिलेट्स मोनोमर्स, ईथर, हाइड्रोकार्बन और एसीटोन में अत्यधिक घुलनशील होते हैं।
पॉलीऐक्रेलिक एसिड के लवण इमल्शन या सस्पेंशन पोलीमराइज़ेशन द्वारा निर्मित होते हैं, छोटे पैमाने पर ब्लॉक पोलीमराइज़ेशन द्वारा उत्पादन किया जाता है।
पॉलीएक्रिलेट्स का उपयोग
इन यौगिकों का उपयोग निम्नलिखित सामग्रियों के उत्पादन में किया जाता है:
- जैविक ग्लास;
- विभिन्न फिल्में;
- सिंथेटिक फाइबर;
- पेंटिंग सामग्री (तामचीनी, वार्निश, रेजिन);
- कपड़े, कागज, चमड़ा, लकड़ी के लिए चिपकने वाली और संसेचन रचनाएँ (इमल्शन)।
पॉलीएक्रिलेट्स पर आधारित वार्निश में उच्च प्रदर्शन होता है:
- धातु और झरझरा सतहों के लिए उच्च आसंजन;
- अच्छे सजावटी गुण;
- पानी, यूवी, मौसम, क्षार प्रतिरोधी;
- सजावटी गुणों (चमक और लोच) का दीर्घकालिक संरक्षण - 10 साल तक।
उनका उपयोग उत्पादों को रंगने के लिए किया जाता है जैसे:
- कार, विमान और अन्य उपकरण;
- सॉर्ट की गई धातु;
- प्लास्टिक;
- प्रिंटिंग उत्पाद;
- इलेक्ट्रॉनिक उद्योग के उत्पाद;
- खाद्य उद्योग (डिब्बों का उत्पादन)।
सोडियम पॉलीएक्रिलेट
सोडियम पॉलीएक्रिलेट पानी में बहुत घुलनशील है और 240 डिग्री सेल्सियस पर भी इसकी संरचना नहीं बदलता है। इस यौगिक का उपयोग उनकी चिपचिपाहट को कम करने के लिए ताजा या नमक के घोल की तैयारी में किया जाता है। सोडियम पॉलीएक्रिलेट माइक्रोक्रिस्टल्स, माइक्रोसैंड को कार्बोनेट, सल्फेट्स और फॉस्फेट से पायसीकारी करने में सक्षम है।
पदार्थ का उपयोग निम्नलिखित उद्योगों में किया जाता है:
- तेल उद्योग - ड्रिलिंग तरल पदार्थ तैयार करना;
- रासायनिक उद्योग - निर्माणडिटर्जेंट, कृत्रिम बर्फ, और पेंट और वार्निश के लिए एक थिकनेस के रूप में भी;
- कृषि - उर्वरक उत्पादन;
- कागज और लुगदी उद्योग - नैपकिन, टॉयलेट पेपर का निर्माण;
- सेनेटरी वेयर का निर्माण।
इस यौगिक के साथ तैयार किए गए ड्रिलिंग तरल पदार्थ के निम्नलिखित लाभ हैं:
- कम घनत्व;
- सुंदरता;
- ड्रिलिंग करते समय आवश्यक अच्छा एसिड घुलनशीलता;
- उच्च तापमान प्रतिरोधी (240 डिग्री सेल्सियस तक);
- पर्यावरण सुरक्षा।
कॉस्मेटोलॉजी
कॉस्मेटिक उद्योग में, सोडियम पॉलीएक्रिलेट का उपयोग उत्पादों के निर्माण में थिकनेस के रूप में किया जाता है जैसे:
- हेयरस्प्रे;
- शॉवर जैल;
- क्रीम;
- शैंपू;
- फेस मास्क;
- स्नान फोम।
इस पूरक के गुणों की विशिष्टता इस तथ्य में निहित है कि सोडियम पॉलीएक्रिलेट का प्रत्येक छोटा कण पानी में सूज जाता है और त्वचा पर मखमली और चिकनाई की भावना पैदा करता है। चूंकि पदार्थ में सिलिकॉन जैसी इलास्टोमेरिक संरचना होती है, इसलिए यह एक अच्छा टेक्सचराइजिंग एजेंट है। इसके अतिरिक्त सौंदर्य प्रसाधनों का लाभ यह है कि वे चिपचिपे नहीं होते हैं, वे एक मैट या साटन परिणाम दे सकते हैं। कुछ निर्माता रंगीन सौंदर्य प्रसाधनों में सोडियम पॉलीएक्रिलेट मिलाते हैं।
