Полиакриламид

редактировать
Полиакриламид
Polyacrylamide.svg
Имена
Название IUPAC поли (2-пропенамид)
Идентификаторы
Номер CAS
ChemSpider
  • нет
ECHA InfoCard 100.118.050 Измените это на Wikidata
UNII
CompTox Dashboard (EPA )
Свойства
Химическая формула (C3H5NO) n
Если не указано иное, данные даны для материалов в их стандартном состоянии (при 25 ° C [77 ° F ], 100 кПа).
☒ N (что такое ?)
Ссылки на ink

Полиакриламид (IUPAC поли (2-пропенамид) или поли (1-карбамоилэтилен), сокращенно PAM) представляет собой полимер (-CH 2 CHCONH 2 -) образован из акриламидных субъединиц. Он может быть синтезирован как простая линейно-цепная структура или сшитая, обычно с использованием N, N'-метиленбисакриламида. В сшитой форме возможность присутствия мономера еще больше снижается. Он обладает высокой водопоглощающей способностью, образует мягкий гель при гидратации, используется в таких приложениях, как электрофорез в полиакриламидном геле, и его также можно назвать призрачными кристаллами при сшивании и в производстве. мягкие контактные линзы. В форме с прямой цепью он также используется в качестве загустителя и суспендирующего агента. Совсем недавно он использовался для эстетической хирургии лица (см. Aquamid ).

Содержание

  • 1 Физико-химические свойства
  • 2 Использование полиакриламида
    • 2.1 Лаборатории молекулярной биологии
    • 2.2 Другое применение
    • 2.3 Кондиционер почвы
  • 3 Стабильность
  • 4 Воздействие на окружающую среду
  • 5 См. Также
  • 6 Ссылки

Физико-химические свойства

Линейный полиакриламид представляет собой водорастворимый полимер. Обычно это неионный полимер, но из-за гидролиза некоторых амидных групп они могут превращаться в карбоксильные группы, что придает полиакриламиду некоторые слабые анионные свойства..

Использование полиакриламида

Одно из самых широких применений полиакриламида - флокуляция твердых веществ 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. Хотя эти продукты часто называют «полиакриламидом», многие из них на самом деле являются сополимерами акриламида и одним или несколькими другими химическими соединениями, такими как акриловая кислота или его соль. Основным следствием этого является придание "модифицированному" полимеру определенного ионного характера.

Еще одно распространенное применение полиакриламида и его производных - это применение в недрах, например для повышения нефтеотдачи. Водные растворы с высокой вязкостью могут быть получены с низкими концентрациями полиакриламидных полимеров, и они могут быть закачаны для улучшения экономических показателей обычного заводнения.

Линейная форма кондиционирования почвы была разработана в 1950-х годах компанией Monsanto Company и продавалась под торговой маркой. Технология кондиционирования почвы была представлена ​​на симпозиуме «Улучшение структуры почвы», состоявшемся в Филадельфии, штат Пенсильвания, 29 декабря 1951 года. Технология была тщательно задокументирована и была опубликована в выпуске журнала Soil Science за июнь 1952 года, том 73, июнь 1952 г., посвященный полимерным почвенным кондиционерам.

Исходный состав трудно использовать, потому что он содержит кальций, который сшивает линейный полимер в полевых условиях. Даже несмотря на сильную маркетинговую кампанию, Monsanto отказалась от нее.

Спустя 34 года журнал Soil Science захотел обновить технологию кондиционирования почвы и опубликовал другой специальный выпуск о полимерном кондиционере почвы и особенно линейном водорастворимом анионном полиакриламиде в выпуске за май 1986 года, том 141, выпуск номер 5.

Предисловие, написанное Артуром Уоллесом из UCLA и из BYU, в части говорится:

Новые водорастворимые почвенные кондиционеры могут, если они используются в соответствии с установленными процедурами

  1. , увеличивают поровое пространство в почвах, содержащих глину
  2. , увеличивают проникновение воды в почвы, содержащие глину
  3. предотвращают образование корки в почве
  4. остановить эрозию и сток воды
  5. сделать рыхлую почву, которую легко возделывать
  6. , ускорить высыхание почвы после дождя или орошения, так что почву можно будет обработать быстрее

Следовательно, эти перевести в

  1. более сильные, крупные растения с более обширной корневой системой
  2. более раннее прорастание семян и зрелость урожая
  3. более эффективное использование воды на
  4. более легкое удаление сорняков
  5. большая реакция на удобрения и новые сорта сельскохозяйственных культур
  6. меньше болезней растений, связанных с плохой аэрацией почвы
  7. снижение энергозатрат на обработку почвы

Сшитая форма, которая удерживает воду, часто используется в садоводстве и сельском хозяйстве под торговыми названиями, такими как Broadleaf P4, Swell-Gel и т. Д.

Анионная форма линейного водорастворимого полиакриламида часто используется в качестве кондиционера почвы на сельскохозяйственных угодьях и строительных площадках для борьбы с эрозией, чтобы защитить качество воды близлежащих рек и ручьев.

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

Ионная форма полиакриламида играет важную роль в индустрии очистки питьевой воды. Соли трехвалентных металлов, такие как хлорид железа и хлорид алюминия, соединены длинными полимерными цепями полиакриламида. Это приводит к значительному увеличению скорости флокуляции . Это позволяет очистным сооружениям значительно улучшить удаление общего органического содержания (ТОС) из сырой воды.

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

. Он также использовался при синтезе первых Жидкость Богера.

Лаборатории молекулярной биологии

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 множество других применений в лабораториях молекулярной биологии, включая использование линейного полиакриламида (LPA) в качестве a, который способствует осаждению небольших количеств ДНК. Многие компании-поставщики лабораторий продают LPA для этого использования.

Другие применения

Большая часть акриламида используется для производства различных полимеров. В 1970-х и 1980-х годах эти полимеры чаще всего использовались при очистке воды. Дополнительные области применения включают в себя связующие, загустители или флокулянты в растворах, цементе, очистке сточных вод, составах пестицидов, косметике, производстве сахара, предотвращении эрозии почвы, переработке руды, упаковке пищевых продуктов, пластмассовых изделиях и производстве бумаги. Полиакриламид также используется в некоторых почвенных помещениях. Другое применение полиакриламида - это промежуточный химический продукт при производстве N-метилолакриламида и N-бутоксиакриламида. В нефтегазовой промышленности производные полиакриламида, особенно их сополимеры, оказывают существенное влияние на нетрадиционную добычу и гидроразрыв пласта. В качестве неионного мономера он может сополимеризоваться с анионным, например, акриловой кислотой, и катионным мономером, таким как диаллилдиметиламмонийхлорид (DADMAC), и в результате получается сополимер, который может иметь различную совместимость в различных применениях.

Кондиционер почвы

Основными функциями полиакриламидных кондиционеров почвы являются повышение рыхлости, аэрации и пористости почвы, а также уменьшение уплотнения, запыленности и водооттока. 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.

Стабильность

В разбавленном водном растворе, который обычно используется для повышения нефтеотдачи, полимеры полиакриламида подвержены химическому, термическому и механическому разрушению. Химическое разложение происходит, когда лабильный амидный фрагмент гидролизуется при повышенной температуре или pH, что приводит к выделению аммиака и оставшейся карбоксильной группы. Таким образом, степень анионности молекулы увеличивается. Термическое разложение виниловой основной цепи может происходить с помощью нескольких возможных радикальных механизмов, включая автоокисление небольших количеств железа и реакции между кислородом и остаточными примесями в результате полимеризации при повышенной температуре. Механическое разрушение также может быть проблемой при высоких скоростях сдвига, наблюдаемых в призабойной зоне скважины.

Воздействие на окружающую среду

Высказывались опасения, что полиакриламид, используемый в сельском хозяйстве, может загрязнять продукты питания акриламидом, известным нейротоксином и канцерогеном. Хотя сам полиакриламид относительно нетоксичен, известно, что коммерчески доступный полиакриламид содержит незначительные остаточные количества акриламида, оставшиеся от его производства, обычно менее 0,05% мас. / Мас..

. Кроме того, существуют опасения, что полиакриламид может ухудшить -полимеризуется с образованием акриламида. В исследовании, проведенном в 2003 г. в Центральной научной лаборатории в Сэнд-Хаттоне, Англия, с полиакриламидом обращались так же, как с пищей во время приготовления. Было показано, что эти условия не вызывают значительной деполимеризации полиакриламида.

В исследовании, проведенном в 1997 году в Государственном университете Канзаса, было проверено влияние условий окружающей среды на полиакриламид, и было показано, что разложение полиакриламида при определенных условиях может вызывать высвобождение акриламида. Экспериментальный план этого исследования, а также его результаты и их интерпретация были подвергнуты сомнению, и исследование 1999 г., проведенное Nalco Chemical Company, не воспроизводило результаты.

См. Также

Ссылки

Последняя правка сделана 2021-06-02 10:26:14
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте