聚丙烯酸钠,英文名Sodium polyacrylate,缩写PAAS或简称PAA-Na,结构式为[-CH2-CH(COONa)]n-。是—种水溶性高分子化合物。商品形态的聚丙烯酸钠,相对分子质量小到几百,大到几千万,外观为无色或淡黄色液体、粘稠液体、凝胶、树脂或固体粉末,易溶于水。因中和程度不同,水溶液的pH一般在6-9。能电离,有或无腐蚀性。易溶于氢氧化钠水溶液,但在氢氧化钙、氢氧化镁等水溶液中随碱土金属离子数量增加,先溶解后沉淀。无毒。
分子式:[C3H3O2Na]n
分子量:一般10-10数量级
CAS号:【9003-04-7】
性质
水溶性直链高分子聚合物。小相对分子质量的为液体,大的可为固体。固体的商品为白色粉末或颗粒,无臭无味,遇水膨胀,易溶于苛性钠水溶液。吸湿性极强。具有亲水和疏水基团的高分子化合物。缓慢溶于水形成极粘稠的透明液体,其0.5%溶液的粘度约Pa·s,粘性并非吸水膨润(如CMC,海藻酸钠)产生,而是由于分子内许多阴离子基团的离子现象使分子链增长,表现粘度增大而形成高粘性溶液。其粘度约为CMC、海藻酸钠的15-20倍。加热处理、中性盐类、有机酸类对其粘性影响很小,碱性时则粘性增大。不溶于乙醇、丙酮等有机溶剂。强热至300度不分解。久存粘度变化极小,不易腐败。因系电解质,易受酸及金属离子的影响,粘度降低。遇足量二价以上金属离子(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。但是二价金属离子量少时仍为溶液,因此可作为洗涤助剂,起到防止污垢再沉积的作用。pH=4.0以下时可能产生沉淀。随着相对分子质量增大,聚丙烯酸钠自无色稀溶液至透明弹性胶体乃至固体。性质、用途也随相对分子质量不同而有明显区别。相对分子质量在1000-10000的,可作为分散剂,应用于水处理(分散剂或阻垢剂)、造纸、纺织印染、陶瓷等工业领域。用作造纸涂布分散剂时,相对分子质量在2000-4000,涂料浓度在65%~70%时,仍可有良好流变性和熟化稳定性。分子量在1000-3000之间的,用作水质稳定剂和黑液浓缩时结垢控制剂。分子量在10以上的,用作涂料增稠剂和保水剂,可使羧基化丁苯胶乳、丙烯酸酯乳液等合成胶乳黏度增长,避免水分析出,保持涂料体系稳定。分子量在10以上的,用作絮凝剂。还可用作高吸水性树脂,土壤改良剂,以及在食品工业中作增黏剂、乳化分散剂等。
加工或制造方法
1、相对分子质量小时,丙烯酸在引发剂和链转移剂存在下聚合,用氢氧化钠中和即可得到产品。控制反应温度,引发剂和链转移剂的种类和用量,单体浓度、反应时间和加料方式等条件,可得到不同相对分子质量的产品。
2、相对分子质量高时,丙烯酸用氢氧化钠中和,精制后,在引发剂存在下聚合,既得产品。固体形态的产品可经过干燥、造粒或粉碎得到。
3.、国外通过辐射聚合NaOH与丙烯酸的中和物制得。
用途
食品级聚丙烯酸钠的用途
1、增稠剂。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)。
食品安全:。国外从上世纪六十年代就开始将聚丙烯酸钠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:按照我国食品添加剂标准规定。
水处理剂——分散剂
水处理剂——分散剂: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是一种常用的分散剂,除了用于水处理还,还广泛大量应用于造纸、纺织、印染行业做浆料分散剂,用于陶瓷工业做碳酸钙分散剂,用于涂料行业做颜料分散剂等。
聚丙烯酸钠是成熟工业产品,有行业标准。标准号为:HG/T2838-1997。标准规定产品外观为无色至黄色液体,固含量大于等于30%。
高相对分子质量的用于絮凝剂。
水处理剂——絮凝剂
:聚丙烯酸钠是一种线状、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钠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。
聚丙烯酸钠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。
造纸化学品
造纸化学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。
其他领域
水性涂料,其分散作用;
纺织印染助剂,起浆料分散作用;
陶瓷加工助剂,起分散作用;
洗涤剂中作为洗涤助剂,起分散作用;防污垢再沉积作用和增稠作用;
油田上作为堵漏剂;
农业上作为土壤保湿剂;
医药上作为药物载体;
化肥工业作为化肥的控释剂;
作为高吸水树脂应用于尿布、卫生巾等。
食品级聚丙烯酸钠
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% |
| | |
| 低聚合物 | ≤5% |
质量标准:Q/XGJH 02-2008
产品性质:本品系水溶性高分子化合物,具有极强的增稠保水功能,产品纯度高、性能极为稳定、无臭无味,久存不腐败,可广泛应用于面食类、加工食品和冷冻食品。本品是美国FDA、日本厚生省,中国卫生部批准使用的食品添加剂,对人体无害,易于保存和储藏,属非危险品。
产品性质
分子量:3000-5000万
黏度:2000-2500mPa.s(0.2%水溶液、25℃、2#转子、6rpm)
PH值:8-9(0.1%水溶液、25℃)
产品粒度:白色粉末
分子量大,并且是电解质,水溶液呈现很高的黏度。黏度约为CMC、海藻酸钠等的15-20倍。根据溶液的不同浓度及用醋酸等改变PH值,可以调整其水溶液的黏度。热稳定性强,200℃下几乎不分解水溶液和铁、钙、镁等二价金属离子结合,形成不溶于水的凝胶。与瓜儿豆胶等其他增稠剂复配使用,其水溶液的黏度会有大幅度的增加。因此,可用相对较少的添加量得到相同黏度的水溶液。对食品的效用:
增强原料粉中的蛋白质黏结力。使淀粉粒子相互结合,分散到蛋白质的网状结构中。使原料(面团)形成致密光洁的表面。使原料(面团)成为稳定的胶质,因而避免了可溶性淀粉的渗出。保湿性很强,使原料中的水分分布均匀,防止干燥。增强了原料的延展性。使原料粉中的油脂成分均匀分布,保持其稳定性聚丙烯酸钠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。