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聚丙烯酸鈉

産品概述

  聚丙烯酸鈉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...

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産品介紹

  聚丙烯酸鈉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。

制造方法

  1、相對分子質量小時,丙烯酸在引發劑和鏈轉移劑存在下聚合,用氫氧化鈉中和即可得到産品。控制反應溫度,引發劑和鏈轉移劑的種類和用量,單體濃度、反應時間和加料方式等條件,可得到不同相對分子質量的産品。

  2、相對分子質量高時,丙烯酸用氫氧化鈉中和,精制後,在引發劑存在下聚合,既得産品。固體形態的産品可經過幹燥、造粒或粉碎得到。

  3.、國外通過輻射聚合NaOH與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,聚合成聚丙烯酸鈉将相对分子质量1 000~3 000的聚丙烯酸鈉加入反应釜中,配成30%的水溶液即可

  2.丙烯酸或丙烯酸酯與氫氧化鈉反應得丙烯酸鈉單體,除去副産的醇類,經濃縮、調節PH值,以過硫酸铵爲催化劑聚合制得。

  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鈉溶液。

4.乳液聚合法 單體溶液由丙烯酸經氫氧化鈉溶液中和,再加入少量丙烯酰胺制得。在250mL反應瓶中,加入單體溶液、十二烷基磺酸鈉,攪拌其混合均勻,同時通氮除氧20min,加入還原劑、乳化劑、溶劑和氧化劑。將體系升溫至45℃,4h後結束聚合。升溫達到一定的出水量後,停止反應。最後將反應液過濾烘幹,得到粉末狀産物(PAA-Na)。

 

用途食品级聚丙烯酸鈉

  1、增稠劑。在食品中有如下功效:

  (1)增強原料面粉中的蛋白質粘結力。

  (2)使澱粉粒子相互結合,分散滲透至蛋白質的網狀結構中。

  (3)形成質地致密的面團,表面光滑而具有光澤。

  (4)形成穩定的面團膠體,防止可溶性澱粉滲出。

  (5)保水性強,使水分均勻保持于面團中,防止幹燥。

  (6)提高面團的延展性。

    (7)使原料中的油脂成分稳定地分散至面团中。

  3、應用舉例:

  (1)面包、蛋糕、面條類、通心面、提高原材料利用率,改善口感和風味。用量0.05%。

  (2)水産糜狀制品、罐頭食品、紫菜幹等,強化組織,保持新鮮味,增強味感

  (3)調味醬、番茄沙司、蛋黃醬、果醬、稀奶油、醬油,增稠劑及穩定劑。

  (4)果汁、酒類等,分散劑。

  (5)冰淇淋、卡拉蜜爾糖,改善味感及穩定性。

  (6)冷凍食品、水産加工品,表面膠凍劑(保鮮)。

  4、由于在水中溶解較慢,可預先與砂糖、粉末澱粉糖漿、乳化劑等混合,以提高溶解速度。

  5、作糖液、鹽水、飲料等的澄清劑(高分子凝聚劑)。

  食品安全:。国外从上世纪六十年代就开始将聚丙烯酸鈉用于多种食品的增稠、增筋和保鲜等, 是美国FDA、日本厚生省等批准使用的食品添加剂, 2000年中国卫生部也正式批准为食品级增稠剂。

  使用限量:按照我國食品添加劑標准規定。

  水處理劑——分散劑

  水處理劑——分散劑:小相对分子质量的用于水处理,可在碱性和中浓缩倍数条件下运行而不结垢。PAAS能将碳酸钙、硫酸钙等盐类的微晶或泥沙分散于水中而不沉淀,从而达到阻垢目的。

  PAAS是一種常用的分散劑,除了用于水處理,還廣泛大量應用于造紙、紡織、印染行業做漿料分散劑,用于陶瓷工業做碳酸鈣分散劑,用于塗料行業做顔料分散劑等。


工业聚丙烯酸鈉

  聚丙烯酸鈉是成熟工业产品,有行业标准。标准号为:HG/T2838-2010。标准规定产品外观为无色至黄色液体,固含量大于等于30%。

  高相對分子質量的用于絮凝劑。

  水處理劑——絮凝劑

  聚丙烯酸鈉是一种线状、可溶性的高分子化合物,其分子链上的羧基由于静电相斥作用,使得曲绕的聚合物链伸展,促成具有吸附性的功能团外露到表面上来,由于这些活性点吸附在溶液中悬浮粒子上,形成粒子间的架桥,从而加速了悬浮粒子的沉降。 作为絮凝剂的聚丙烯酸鈉其相对分子质量可达几百万,其商品形态为黄色粘稠液体,固含量或达8%许,相应特性粘数η≥3.40。

  聚丙烯酸鈉絮凝剂是特别适用于烧碱和纯碱行业盐水精制、氧化铝生产的赤泥沉降分离、味精厂废水中蛋白质回收和制糖等行业的高分子材料。

  造紙化學品

  造紙化學品造纸涂料上作为分散剂。最合适的相对分子质量是2000-3000。商品形态一般是30%或42%固含量。粘度小于600mPa.s。外观无色透明至琥珀色液体。pH在6-9之间。

其他領域

  水性塗料,起分散作用;

  紡織印染助劑,起漿料分散作用;

  陶瓷加工助劑,起分散作用;

  洗滌劑中作爲洗滌助劑,起分散作用;防汙垢再沈積作用和增稠作用;

  卫生巾 ,起吸水作用

  水晶泥,起吸水作用


研究方向及展望

       随着国民经济的飞速发展,水处理的必要性日益突出,絮凝技术是提高水处理效率的最常用技术之一。特别是作为絮凝剂的高相对分子质量聚丙烯酸鈉,已经成为国内外科研人员竞相研究的课题。研究丙烯酸及其共聚单体的反相乳液聚合,首先应对乳化剂的选配、引发剂体系的选择及其用量、聚合温度及时间的确定等方面进行探讨,研究体系的中和度、共聚单体的种类和配比、单体总浓度、非极性溶剂的种类和混配等。应继续发展和完善现有的聚合方法和工艺条件,对各个聚合机理及聚合动力学进行深入研究,开发新的高效、合理的聚合引发体系,探讨高性能的缓聚剂,探索更有效的聚合方法(比如半连续聚合方法、微乳液聚合方法、反相微乳业聚合方法),研究如何提高相对分子质量以优化其性能,研究高固含量聚合和新技术在各聚合方法中的应用,研制高分子型的乳化剂,探索反相微乳液聚合方法,从而使聚丙烯酸鈉从实验室研究向产业化、工业化进军。随着经济建设的蓬勃发展,科学技术的不断进步,对高分子水溶性的聚合物尤其聚丙烯酸类的产品性能要求会越来越高,其势必会有更广阔的发展前景。