丙烯酸 盐( 聚偏二氯乙烯 (MeAA)),是由丙烯酸和金属结合组成的有机 电解质 ,是不饱和 羧酸盐 的一种典型 同系物 。 其 化学 结构式通常可表示为(CH 2 =CH-COO -1 ) n Me +n ,它含有碳-碳双键(C=C) 官能团 和(-COO -1 ) n Me +n 离子基团两个反应活性中心。 丙烯酸盐 单体 一般是溶于水的,其外观为白色粉末,不同种类的丙烯酸盐pH值、密度、黏度都不相同。
丙烯酸盐单体是由丙烯酸与金属 氧化物 或 氢 氧化物通过中和反应而制得;还可通过金属氢氧化物(氧化物)和 丙烯酸 (AA)的中和反应,在 氯化聚乙烯 (CPE)中 原位合成 丙烯酸盐(MeAA)。 丙烯酸盐广泛用作絮凝剂,在加入 交联剂 后可生成不溶于水的固结聚合物。 丙烯酸盐(主要是 钠盐 )均聚或共聚物因组成和聚合度不同而具有吸水、保水、凝聚、分散、增稠、粘结等多种性质,广泛用于卫生材料、农村保水、水处理、石油开采、涂料、油墨、纺织、印染、 造纸 、制革、 食品加工 、橡胶工业等领域,如一次性卫生用品中常用的高吸水性树脂(SAP)一般将丙烯酸钠盐作为交联聚合 单体 。
一定浓度的丙烯酸盐 单体 、 交联剂 、 引发剂 、阻聚剂等组成的 水溶液 被称为丙烯酸盐浆液。 以丙烯酸盐为 单体 的 有机高分子化合物 聚合物是丙烯酸盐聚合物。丙烯酸盐聚合物具有模量高、刚性大、耐热和绝缘性好等优点。研究发现纳米颗粒或 聚丙烯酸 盐 复合材料 具备自愈修复性能。 丙烯酸盐聚合物(AC-400)浆液是专门设计为土壤灌浆防止地下水、为混凝土和下水道网络控制渗漏用的新单体体系的浆液,代替了毒性较重 丙烯酰胺 (AM-9)浆液。
理化性质
丙烯酸盐是不饱和 羧酸盐 的一种典型 同系物 ,其 化学 结构式通常可表示为(CH 2 =CH-COO -1 ) n Me +n ,它含有碳-碳双键(C=C) 官能团 和 羧基 (-COO -1 ) n Me +n 离子基团两个反应活性中心。C=C双键官能团可进行均聚也可以与其他 单体 或聚合物发生共聚或接枝。而(-COO -1 ) n Me +n 离子基团不但能够象其他羧酸盐那样,发生 电离 、 水解 等化学反应,而且在离子型聚合物中,它还可以作为离子交联键形成的活性中心。 丙烯酸盐 单体 一般是溶于水的,根据组成的金属不同,聚合后可得到溶于和不溶于水的两种聚合物。 丙烯酸钠 、钾这类一价金属盐,生成水溶性的聚合物,它们是典型的 聚电解质 。 丙烯酸盐外观为白色粉末。不同种类的丙烯酸盐PH值、密度、黏度都不相同。如 丙烯酸 钙PH值在6.0~6.5之间,密度为1.11g/cm 3 ,黏度40mPa·s( 单体 浓度30%)。
制备方法
丙烯酸 盐单体是由丙烯酸与金属 氧化物 或 氢 氧化物通过中和反应而制得。 反应过程如下:
在这个反应中,影响因素主要有:反应温度、投料时间、反应时间、丙烯酸的中和度、反应终点的pH值。基于反应过程中的影响因素采用如下制备方法:
1.向水中加入 丙烯酸 和碱性物质进行中和反应,并保持反应体系中丙烯酸的中和比摩尔分数为75%~100%;
2.向反应体系加入碱性物质调节丙烯酸的中和比摩尔分数为100.1%~110%;
3.继续保持 丙烯酸 的中和比(100.1%~110%)至1~120min,使中和反应产物老化;
4.向反应体系中加入丙烯酸以调节丙烯酸的中和比摩尔分数为20%~100%。在整个反应过程中反应温度控制在20~40℃。
此外,还可通过 氢 氧化物 (氧化物)和 丙烯酸 (AA)的中和反应,在 氯化聚乙烯 (CPE)中 原位合成 丙烯酸盐(MeAA)。
常见种类
丙烯酸钠
丙烯酸钠(NaAA)的合成是通过等 摩尔 中和反应进行,反应在溶液状态下完成。首先称取0.5mol的 氢氧化钠 (NaOH),用去离子水将其配制成20%的 水溶液 ,然后0.5mol的丙烯酸(AA)在搅拌下滴加到此水溶液中。用冷水浴排除反应热降温至室温,静置20分钟,待反应生成的溶液完全清澈透明后,再将其转移至干净的搪瓷盘中,于80℃的 烘箱 中将溶液浓缩使水漫漫挥发,随着溶液中水分的不断挥发,生成物就会变成白色的疏松粉末。
丙烯酸锂
丙烯酸锂(LiAA)的合成是通过等 摩尔 中和反应进行,反应在溶液状态下完成。首先称取0.5mol的 氢氧化锂 (LiOH),用去离子水将其配制成20%的 水溶液 ,然后把0.5mol的丙烯酸(AA)在搅拌下滴加到此水溶液中。用冷水浴排除反应热降温至室温,静置20分钟,待反应生成的溶液完全清澈透明后,再将其转移至干净的搪瓷盘中,于80℃的 烘箱 中将溶液浓缩使水漫漫挥发,随着溶液中水分的不断挥发,生成物就会变成白色的疏松粉末。
丙烯酸钙
丙烯酸钙外观为白色粉末,PH值在6.0~6.5之间,密度为1.11g/cm 3 ,黏度40mPa·s( 单体 浓度30%)。
丙烯酸锌
丙烯酸钙外观为白色粉末PH值在4.5~5.0之间,密度为1.20g/cm 3 ,黏度37mPa·s(单体浓度30%)。
丙烯酸镁
丙烯酸镁外观为白色粉末PH值在5.5~6.0之间,密度为1.19g/cm 3 ,黏度62mPa·s(单体浓度30%)。
丙烯酸钡
丙烯酸钡外观为白色粉末PH值在5.0~5.5之间,密度为1.27g/cm 3 ,黏度26mPa·s(单体浓度30%)。
衍生物质
丙烯酸盐浆液
丙烯酸盐浆液是由一定浓度的丙烯酸盐 单体 、 交联剂 、 引发剂 、阻聚剂等组成的 水溶液 。根据不同目的可使用各种共聚单体。常用的共聚单体有 丙烯酰胺 、羟 甲基丙烯酰胺 、 丙烯腈 等。丙烯酸盐单体浓度在10%~30%之间变化。该类浆液和凝胶体主要性能如下:
(1)聚合反应开始前,粘度基本保持不变。聚合反应一旦开始,粘度剧增,很快凝胶。
(2)丙烯酸盐浆液能浸润土粒,对泥质岩层的微细孔隙有较好的可灌性。
(3)浆液胶凝时间可控制在数秒到数小时内。
(4)凝胶体的渗透系数为10-10~10-7cm/s,固砂体的渗透系数为10-8~10-5cm/s。
(5)固砂体抗压强度在0.3~1 MPa之间。
丙烯酸盐聚合物
丙烯酸盐聚合物是一种以丙烯酸盐为 单体 的高分子聚合物,它的主链与 聚丙烯酸 一样,但其侧链则是 羧酸 阳离子盐。大多数的丙烯酸盐聚合物都具有模量高、刚性大、耐热和绝缘性好等优点,因此被广泛应用于电子、机械、 建筑工程 等领域。纳米颗粒/聚丙烯酸盐 复合材料 在经历机械损伤或 化学 损伤后具有良好的自愈修复性能,机械性能和化学性能均可恢复到损伤前的水平。 丙烯酸盐聚合物(AC-400)浆液是专门设计为土壤灌浆防止地下水、为混凝土和下水道网络控制渗漏用的新单体体系的浆液。1980年这种浆液用来代替因毒性较重而于1978年停止出售的 丙烯酰胺 (AM-9)浆液。
应用领域
丙烯酸盐广泛用作絮凝剂,在加入 交联剂 后可生成不溶于水的固结聚合物。 丙烯酸 的多价金属盐开始是溶于水的,一旦聚合后,就成为不溶于水的固结聚合物(无需加入交联剂)。 丙烯酸盐(主要是 钠盐 )均聚或共聚物因组成和聚合度不同而具有吸水、保水、凝聚、分散、增稠、粘结等多种性质,广泛用于卫生材料、农村保水、水处理、石油开采、涂料、油墨、纺织、印染、 造纸 、制革、 食品加工 等领域。如一次性卫生用品中常用的高吸水性树脂(SAP)一般将丙烯酸钠盐作为交联聚合 单体 。