Имена | |
---|---|
Название IUPAC поли (2-пропенамид) | |
Идентификаторы | |
Номер CAS | |
ChemSpider |
|
ECHA InfoCard | 100.118.050 |
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 ).
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..
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
Следовательно, эти перевести в
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.
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.
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.
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.
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.
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.