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| 聚丙烯酸钠 | |
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聚丙烯酸钠，（英文：Sodium polyacrylate 或 acrylic sodium salt polymer），简称ASAP，又称super-slurper，是一种分子式为[-CH2-CH(COONa)-]反复的聚合物，经常用在消费者产品之中。丙烯酸聚合物通常都带有阴性电荷。[1]
基本信息
中文名称:聚丙烯酸钠 别名：2-丙烯酸钠均聚物、S聚丙烯酸钠
英文名称:Sodium polyacrylate
中文别名:PAAS
英文别名:Polyacrylic acid sodium salt; Sodiumpolyacrylateinwater; Poly(acrylate sodium); Polyacrylatesodiumsolid; PolyacrylatesodiumAq; Polyacrylic Acid Sodium; PAAS
CAS号:9003-04-7 [2]
分子式:(C3H3NaO2)n
分子量:＜10000
结构式
技术指标
项 目 指 标 外 观 无色或黄色液体 固体含量 % ≥ 30.0 50.0 游离单体（以AA计） % ≤ 0.5 1.0 密度（20℃）g/cm3 ≥ 1.15 1.20 pH(原液) 6.0-7.0 6.0-8.0
物性数据
1. 性状：无色或淡黄色黏稠液体
2. 密度（g/mL,25℃）： 1.32
3. 相对蒸汽密度（g/mL,空气=1）：未确定
4. 熔点（ºC）：未确定
5. 沸点（ºC,常压）：未确定
6. 沸点（ºC,5.2kPa）：未确定
7. 折射率：1.43
8. 闪点（ºC）： 未确定
9. 比旋光度（º）：未确定
10. 自燃点或引燃温度（ºC）：未确定
11. 蒸气压（kPa,25ºC）：未确定
12. 饱和蒸气压（kPa,60ºC）：未确定
13. 燃烧热（KJ/mol）：未确定
14. 临界温度（ºC）：未确定
15. 临界压力（KPa）：未确定
16. 油水（辛醇/水）分配系数的对数值：未确定
17. 爆炸上限（%,V/V）：未确定
18. 爆炸下限（%,V/V）：未确定
19. 溶解性：不溶于乙醇、丙酮等有机溶剂。加热至300℃不分解。久存黏度变化极小，不易腐败。易受酸及金属离子的影响，黏度降低。遇二价及二价以上金属离子（如铝、铅、铁、钙、镁、锌）形成其不溶性盐，引起分子交联而凝胶化沉淀。
使用方法
PAAS常与其他水处理剂组成配方使用，PAAS具体配方及用量根据现场水质及设备材质情况由试验而定。PAAS单独使用，一般使用浓度为2～15mg/L。PAAS在其它行业如混凝土减水剂、印染使用时，应根据试验确定用量。
包装与贮存
PAAS用塑料桶包装，每桶25kg或200kg。贮于室内阴凉处，贮存期为十个月。
安全与防护
PAAS为中性，操作时注意劳动保护，应避免与皮肤、眼睛等接触，接触后用大量清水冲洗。
主要用途
增稠剂。1.在食品中有如下功效：（1）增强原料面粉中的蛋白质粘结力。（2）使淀粉粒子相互结合，分散渗透至蛋白质的网状结构中。（3）形成质地致密的面团，表面光滑而具有光泽。（4）形成稳定的面团胶体，防止可溶性淀粉渗出。（5）保水性强，使水分均匀保持于面团中，防止干燥。（6）提高面团的延展性。（7）使原料中的油脂成分稳定地分散至面团中。2.作为电解质与蛋白质相互作用，改变蛋白质结构，增强食品的粘弹性，改善组织。3.应用举例：（1）面包、蛋糕、面条类、通心面、提高原材料利用率，改善口感和风味。用量0.05%。（2）水产糜状制品、罐头食品、紫菜干等，强化组织，保持新鲜味，增强味感（3）调味酱、番茄沙司、蛋黄酱、果酱、稀奶油、酱油，增稠剂及稳定剂。（4）果汁、酒类等，分散剂。（5）冰淇淋、卡拉蜜尔糖，改善味感及稳定性。（6）冷冻食品、水产加工品，表面胶冻剂（保鲜）。4.由于在水中溶解较慢，可预先与砂糖、粉末淀粉糖浆、乳化剂等混合，以提高溶解速度。5.作糖液、盐水、饮料等的澄清剂（高分子凝聚剂）。水产加工石回收废水中蛋白质；及净化废水其用途非常广泛。利用其增黏及增稠性，本品的水溶液大量用作水基胶黏剂，乳液、塑料、橡胶的增黏剂、增稠剂。在织物整理上用作植绒、防水处理、印染、地毡单面上浆及无纺布的黏结剂、增黏剂。在化妆品及医药上用作黏结剂、增稠剂。利用其凝聚性，可用作锅炉内水处理和其他水处理的阻垢剂，能抑制碳酸钙、硫酸钙等水垢生成。还用作糖液、饮料及自来水水源的澄清促进剂；电解制碱工业食盐水精制用沉淀促进剂；食品工业废水蛋白质回收剂等。利用其分散性，可用作抄纸剂、颜料分散剂、农药分散剂等。利用其粘接性，可用作造纸黏合剂、铸造用胶溶剂、荧光灯及水银灯的荧光成膜剂。用作食品添加剂时，作为电解质与蛋白质相互作用，可改变蛋白质结构，增强食品的黏弹性，提高面粉中的蛋白质黏结力；用于面包、蛋糕、罐头、冰淇淋、酱制品、果汁等，还具有增稠、分散、稳定、保水、保鲜等功效。利用其高吸水性，还可用作高吸水性树脂的原料及用作土壤改良剂等。
质量指标
1.游离碱：取试样0.2g，加水60ml，充分搅拌溶解，加氯化钙试液(TS－57)3ml，在水浴上加热约20min，冷却后过滤。用水洗滤渣，合并洗液和滤液，加水至100ml，以此作为试样液。取其50ml，加酚酞试液(TS－167)2滴，不得呈现红色。
2.硫酸盐：取上述“游离碱”试验中的试样液20ml，加稀盐酸试液(TS－117)1ml，以此作为试样液，然后按GT－30方法测定。
3.砷：按“羧甲基纤维素钠(10120)”中方法测定。
4.重金属：取下述灼烧残渣，加盐酸1ml和硝酸0.2ml，在水浴上蒸干，再加稀盐酸试液(TS－117)1ml和水15ml，加热溶解。冷却后加酚酞试液(TS－167)1滴，滴加氨试液(TS－13)至溶液呈微红色，加稀醋酸试液(TS－2)2ml，必要时过滤，再加水定容至50ml，加硫化钠试液(TS－232)2滴，放置5min后，呈色不得深于标准。标准是取铅标准溶液(TS－128)2ml，加稀醋酸试液2ml，用水定容至50ml，加硫化钠试液2滴，放置5min后的呈色。
5.残留单体：在300ml碘瓶中精确称取试样约1g，加水100ml，并不时振摇，放置约24h，使溶解。加溴酸钾－溴化钾试液(TS－181)10ml，充分振摇，再迅速加盐酸约10ml，立即加塞，充分振摇后，在碘瓶上部注入碘化钾试液(75192)20ml，于暗处放置20min，松塞，使碘化钾试液流入瓶中，立即塞紧，充分振摇后，以淀粉试液(TS－235)为指示剂，用0.1mol/L硫代硫酸钠溶液滴定。用相同方法进行空白试验。
6.低聚物：取试样2g，加水200ml，并不时振摇，放置约24h，使溶解。边搅拌，边滴加10mol/L盐酸50ml，在搅拌下，于约40℃水浴中温热30min，放置24h。将产生的沉淀过滤，滤液中加1滴酚酞试液(TS－167)，加40%氢氧化钠溶液至滤液呈微红色后，滴加1/30稀盐酸至红色消失。加水200ml，边搅拌边滴加氯化钙试液(TS－57)25 ml，在搅拌下于约40℃水浴中加热30min。用已知重量的G4玻璃坩埚吸滤沉淀，再每次用30ml水淋洗滤渣3次，于105℃下干燥3h。
产品指标
项目 指标
外观 白色粉末
固含量 ≥96%
分子量 >3000万
残余单体 ≤0.5%
硫酸盐（以SO4计） ≤0.5%
干燥失重 ≤10%
灼烧残渣 ≤76%
重金属（以Pb计） ≤0.002%
砷（以As2O3计） ≤0.0002%
低聚合物 ≤5%
英文释义
Polyacrylic Acid Sodium (PAAS)
CAS No. 9003-04-7
Structural Formula:[6]
Properties:
PAASis innoxious and soluble in water, it can be used in situations of alkaline and high concentration without scale sediment.PAAScan disperse the microcrystals or microsand of calcium carbonate, calcium phosphate and calcium sulfate.PAASis used as scale inhibition and dispersant for circulating cool water system, papermaking, weave, dyeing, ceramic, painting, etc.[6]
Specification:
items index
Appearance Colorless or light yellow transparent liquid
Solid content % 50 min
Free monomer (CH2=CH-COOH) % 1.0 max
Density (20℃)g/cm 1.20min
pH(as it) 6.0~8.0
Usage:
PAAScan be used as scale inhibitor and dispersant in circulating cool water systems in power plants, iron & steel factories, chemical fertilizer plants, refineries and air conditioning systems. Dosage should be in accordance with water quality and equipment materials. When used alone, 2-15mg/L is preferred. When used as dispersant, the dosage should be determined by experiment.
Package and Storage:
200L plastic drum,IBC(1000L),customers’ requirement. Storage for ten months in shady room and dry place
Synonyms:
PAAS;POLY(ACRYLATE SODIUM);Polyacrylic Acid Sodium;Poly(acrylic acid sodium salt)
Keywords:PAAS
Related Products:Polyacrylic Acid Sodium
Polyacrylic Acid(PAA)
Copolymer of Phosphono and carboxylic Acid(PCA)
危险属性
危险品标志 Xi
危险类别码 36/37/38-36
安全说明 26-36
毒理学数据
1、急性毒性：
大鼠经口LD50： >40 mg/kg
2、其他多剂量毒性数据
TCLo大鼠吸入：10 mg/m3/6H/4W-I
存储方法
常温密闭，避光，通风干燥处
合成方法
常见合成方法
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，聚合成聚丙烯酸钠将相对分子质量1 000～3 000的聚丙烯酸钠加入反应釜中，配成30%的水溶液即可
2.丙烯酸或丙烯酸酯与氢氧化钠反应得丙烯酸钠单体，除去副产的醇类，经浓缩、调节PH值，以过硫酸铵为催化剂聚合制得。
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钠溶液。
4.乳液聚合法 单体溶液由丙烯酸经氢氧化钠溶液中和，再加入少量丙烯酰胺制得。在250mL反应瓶中，加入单体溶液、十二烷基磺酸钠，搅拌其混合均匀，同时通氮除氧20min，加入还原剂、乳化剂、溶剂和氧化剂。将体系升温至45℃，4h后结束聚合。升温达到一定的出水量后，停止反应。最后将反应液过滤烘干，得到粉末状产物（PAA-Na）。
低分子合成
低分子量聚丙烯酸钠是一种水溶性高分子电解质,应用广泛。随着应用领域的不断增多,低分子量聚丙烯酸钠已引起科学界和工业界的广泛关注。但是传统的合成方法制造成本高,因此,加强对低分子量聚丙烯酸钠的合成方法及低成本制造技术的研究具有十分重要的意义。 采用动态水溶液聚合法制备低分子量聚丙烯酸钠,并探讨了链转移剂的类型和用量、引发剂用量、聚合温度、单体浓度等因素对产物粘均分子量的影响。
研究结果发现:当单体占水溶液质量的50%、引发剂用量为单体质量的4%、链转移剂用量为单体质量的200～300%、聚合温度为80～90℃、反应时间为6h时,可合成出一系列分子量由600至7000的聚丙烯酸钠。 本论文还探索了一种合成低分子量聚丙烯酸钠的新方法——静态水溶液聚合法。通过研究丙烯酸钠聚合过程中的放热特性,发现采用静态水溶液聚合法时,选择适当的分子量调节剂、单体浓度、引发剂和聚合温度,可以有效防止爆聚现象的发生,能制备出分子量分布较窄、水溶性好、单体转化率高的低分子量聚丙烯酸钠,且制造成本明显低于动态水溶液聚合法。本研究中还找出了合成低分子量聚丙烯酸钠的最优工艺条件:单体占水溶液质量的30%、分子量调节剂用量为单体质量的4%、引发剂用量为单体质量的4%、聚合温度为60℃、反应时间为3h。
高分子合成
高分子量聚丙烯酸钠是一种重要的阴离子型絮凝剂，在工业上有着广泛的应用。反相悬浮聚合是将水溶性单体分散在油溶性介质中，水溶性引发剂溶解于水相中进行聚合的方法。它可以克服水溶液聚合中体系粘度大、搅拌困难以及聚合热难以散发等工艺难点，是目前合成水溶性高分子量、颗粒或粉状聚丙烯酸钠的一种新方法。 本文研究了反相悬浮法合成高分子量聚丙烯酸钠过程中的工艺稳定性及成粒机理，过硫酸盐／脂肪胺引发体系引发丙烯酸钠水溶液聚合动力学及其对聚合物分子量的影响，并就合成高分子量聚丙烯酸钠进行了研究。最后，选用合适的反应条件和工艺流程，合成了粒径在50～200μm，分子量为5~*10~6的透明粒状聚合物。
研究发现过硫酸铵／DMA(质量百分含量)=0.8％／0.5％，60℃时，得到的聚丙烯酸钠分子量最高，达2.80~*10~6。体系中添加无机盐，通过影响自由基周围的静电场和离子强度来影响聚合反应速率。NaCl和CH_3COONa均可适当地提高聚丙烯酸钠的分子量。提出了用循环伏安法测定脂肪胺氧化电位，来推测过硫酸铵／脂肪胺引发活性的方法，测得结果与聚合体系的表观活化能的顺序相同。 合成高分子量聚丙烯酸钠时，存在高分子量和凝胶含量的矛盾。在提高分子量的同时采用链转移剂控制聚合物中凝胶含量。当过硫酸铵量为0.2％(wt％，相对于水相)、NaCl量为0.17％(同上)，聚合得到聚丙烯酸钠分子量为1.417~*10′。[3]
数据信息
系统编号
CAS号：9003-04-7
MDL号：MFCD00147949
生态学数据
该物质对环境可能有危害，对水体应给予特别注意。
计算化学数据
1、 疏水参数计算参考值（XlogP）：未确定
2、 氢键供体数量：0
3、 氢键受体数量：2
4、 可旋转化学键数量：1
5、 互变异构体数量：
6、 拓扑分子极性表面积（TPSA）：40.1
7、 重原子数量：6
8、 表面电荷：0
9、 复杂度：59.8
10、 同位素原子数量：0
11、 确定原子立构中心数量：0
12、 不确定原子立构中心数量：0
13、 确定化学键立构中心数量：0
14、 不确定化学键立构中心数量：0
15、 共价键单元数量：2
其他研究应用
农业
聚丙烯酸钠因其特殊的保水性能受到广泛重视,但是其研究仍多限于实验室模拟研究.为了促进其在农业生产中的应用与推广,该文采用大田试验,研究了聚丙烯酸钠对冬小麦生长、产量及水分利用效率(WUE)的影响.结果表明施入聚丙烯酸钠能够促进小麦生长,提高小麦叶绿素含量,提高小麦产量与WUE.采用沟施5.5 m3/hm2的1/2000聚丙烯酸钠水溶液,能够使小麦较对照增产2.9%,WUE增加3.52kg/(hm2·mm);与肥料混合使用时,增产效果更加显著,可增产10.14%,WUE增加4.38 kg/(hm2·mm).
石油加工
以N,N'-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂,过硫酸钾为引发剂,环己烷为连续相,采用反相悬浮聚合法合成聚丙烯酸钠吸水树脂,测定了该聚合物的孔径和吸水、吸油率,并通过改变交联剂用量对聚合物网络密度和孔径进行调节.结果表明,随着交联剂用量的增加,聚合物平均网孔直径逐渐减小,饱和吸水量则呈现先增加后减少的趋势,油、水吸附速率均呈现由快变慢趋势,且对油的吸附速率下降得更快.通过改变交联剂用量对孔径进行调节能够提高其水/油吸附比,当聚合物平均网孔直径在2.3 nm左右时,脱水率和选择吸附能力达到最佳平衡状态.
矿物开采
以膨润土和丙烯酸为原料,用溶液法交联共聚合成复合高吸水性树脂,研究了加入膨润土的聚丙烯酸盐高吸水性复合树脂合成中单体中和度、膨润土添加量、交联剂用量、反应温度等影响吸水率的主要因素.用电子显微镜观察了复合材料的表面和界面.结果表明,用溶液法聚合合成膨润土/聚丙烯酸钠盐复合型高吸水性树脂,膨润土在树脂中分散均匀,产物具有高的吸水能力.