Ácido poliacrílico
Polímero polielectrolítico aniónico
Ácido poliacrílico
Nombres
Nombre IUPAC
Poli(ácido acrílico), poli(1-carboxietileno)
Otros nombres
PAA, PAAc, Acrysol, Acumer, Alcosperse, Aquatreat, Carbomer, Sokalan
Identificadores
  • 9003-01-4 controlarY
EBICh
  • CHEBI:51133
Araña química
  • ninguno
Tarjeta informativa de la ECHA100.115.375
Número CE
  • 618-347-7
BARRIL
  • C19501 ☒norte
UNIVERSIDAD
  • 73861X4K5F  (8000 MW) ☒norte
  • DTXSID50873988
Propiedades
( C3H4O2 ) n​​​​
Masa molarvariable
registro P0,25700 [1]
Peligros [2]
Etiquetado SGA :
GHS07: Signo de exclamación
Advertencia
H315 , H319 , H335
NFPA 704 (rombo cortafuegos)
NFPA 704 diamante de cuatro coloresHealth 0: Exposure under fire conditions would offer no hazard beyond that of ordinary combustible material. E.g. sodium chlorideFlammability 0: Will not burn. E.g. waterInstability 0: Normally stable, even under fire exposure conditions, and is not reactive with water. E.g. liquid nitrogenSpecial hazards (white): no code
0
0
0
Salvo que se indique lo contrario, los datos se proporcionan para los materiales en su estado estándar (a 25 °C [77 °F], 100 kPa).
☒norte verificar  ( ¿qué es   ?)controlarY☒norte
Compuesto químico

El ácido poli(acrílico) ( PAA ; nombre comercial Carbomer ) es un polímero con la fórmula (CH 2 −CHCO 2 H) n . Es un derivado del ácido acrílico (CH 2 =CHCO 2 H). Además de los homopolímeros , se conocen y tienen valor comercial una variedad de copolímeros y polímeros reticulados, y derivados parcialmente desprotonados de los mismos. En una solución acuosa a pH neutro , el PAA es un polímero aniónico , es decir, muchas de las cadenas laterales del PAA pierden sus protones y adquieren una carga negativa. Los PAA parcial o totalmente desprotonados son polielectrolitos , con la capacidad de absorber y retener agua e hincharse hasta muchas veces su volumen original. Estas propiedades (ácido-base y atracción de agua) son la base de muchas aplicaciones.

Síntesis

El PAA, como cualquier polímero de acrilato , se sintetiza habitualmente a través de un proceso conocido como polimerización por radicales libres, [3] [4] aunque también se puede utilizar la polimerización por injerto. [5] [6] La polimerización por radicales libres implica la conversión de monómeros, en este caso, ácido acrílico (CH 2 = CHCO 2 H), en una cadena de polímero a través de la acción de radicales libres. [7] [8] [9] El proceso normalmente sigue estos pasos: [10]

  1. Iniciación : Los radicales libres son generados por iniciadores como el persulfato de potasio ( K2S2O8 ) o el azobisisobutironitrilo ( AIBN). Estos radicales son altamente reactivos y pueden iniciar el proceso de polimerización al reaccionar con las unidades monoméricas. [11]
  2. Propagación : una vez que el radical reacciona con un monómero, crea un nuevo radical al final de la cadena en crecimiento. Este nuevo radical puede reaccionar con unidades monoméricas adicionales, lo que permite que la cadena crezca. [12]
  3. Terminación : La reacción continúa hasta que dos radicales se recombinan o un radical se transfiere a otra molécula, terminando el crecimiento de la cadena de polímero. [13]
  4. Transferencia e inhibición de cadena : También pueden ocurrir otras reacciones, como la transferencia de cadena (donde el radical se transfiere a una molécula diferente, creando un nuevo radical) o la inhibición (donde las impurezas detienen el crecimiento de la cadena). [14]

Producción

Se estima que el mercado mundial alcanzará un valor de 3.400 millones de dólares en 2022. [15] [16]

Estructura y derivados

El ácido poliacrílico es un polielectrolito aniónico débil, cuyo grado de ionización depende del pH de la solución. En su forma no ionizada a pH bajos, el PAA puede asociarse con varios polímeros no iónicos (como óxido de polietileno, poli-N-vinilpirrolidona, poliacrilamida y algunos éteres de celulosa) y formar complejos interpoliméricos unidos por enlaces de hidrógeno . [17] En soluciones acuosas, el PAA también puede formar policomplejos con polímeros de carga opuesta, como el quitosano, los surfactantes y las moléculas de fármacos (por ejemplo, la estreptomicina). [18]

Propiedades físicas

Los PAA secos se venden como polvos blancos y esponjosos.

Derivados

En la forma de polvo seco del poliacrilato de sodio , los iones de sodio con carga positiva están unidos al poliacrilato , sin embargo, en soluciones acuosas los iones de sodio pueden disociarse. La presencia de cationes de sodio permite que el polímero absorba una gran cantidad de agua.

Aplicaciones

Absorbente

El PAA se utiliza ampliamente en dispersantes. Su peso molecular tiene un impacto significativo en las propiedades reológicas y la capacidad de dispersión, y por lo tanto en las aplicaciones. La aplicación principal del PAA es como superabsorbente . Aproximadamente el 25 % del PAA se utiliza para detergentes y dispersantes.

El ácido poliacrílico y sus derivados (en particular el poliacrilato de sodio ) se utilizan en pañales desechables . El ácido acrílico también es el componente principal de los polímeros superabsorbentes (SAP), que son poliacrilatos reticulados que pueden absorber y retener más de 100 veces su propio peso en líquido. La Administración de Alimentos y Medicamentos de Estados Unidos autorizó el uso de SAP en envases con contacto indirecto con alimentos. [19] [20]

Limpieza

Los detergentes suelen contener copolímeros de ácido acrílico que ayudan a retener la suciedad. El ácido poliacrílico reticulado también se ha utilizado en la producción de productos para el hogar, incluidos los limpiadores de suelos. El ácido poliacrílico reticulado puede inactivar el antiséptico gluconato de clorhexidina . [21]

Materiales biocompatibles

Los geles de ácido poliacrílico neutralizados son matrices biocompatibles adecuadas para aplicaciones médicas, como geles para productos de cuidado de la piel. Las películas de PAA se pueden depositar sobre implantes ortopédicos para protegerlos de la corrosión. Los hidrogeles reticulados de PAA y gelatina también se han utilizado como pegamento médico.

Pinturas y cosméticos

Otras aplicaciones incluyen pinturas y cosméticos . Estabilizan los sólidos suspendidos en líquidos, [22] evitan que las emulsiones se separen y controlan la consistencia en el flujo de los cosméticos. Los códigos de carbómero (910, 934, 940, 941 y 934P) son una indicación del peso molecular y los componentes específicos del polímero. Para muchas aplicaciones, los PAA se utilizan en forma de sales de metales alcalinos o de amonio, por ejemplo, poliacrilato de sodio .

Aplicaciones emergentes

Los hidrogeles derivados del PAA han atraído muchos estudios para su uso como vendajes y ayudas para la cicatrización de heridas. [23]

Fluido de perforación y temple de metales

Se han realizado algunos informes sobre el uso de PAA como desfloculante (los llamados poliacrilatos alcalinos ) para la industria de perforación petrolera. [24] [25]

También se informó que se utiliza para enfriar metales en la metalurgia (ver Poliacrilato de sodio ). [26]

Referencias

  1. ^ "Ácido poliacrílico_ficha técnica". Archivado desde el original el 21 de febrero de 2022. Consultado el 23 de abril de 2018 .
  2. ^ "Inventario de C&L". echa.europa.eu . Archivado desde el original el 2021-04-05 . Consultado el 2021-12-05 .
  3. ^ Zhang, Rongguo; Li, Qiong; Zhang, Anfu; Liu, Yong; Lei, Jiaheng (1 de diciembre de 2008). "La técnica de síntesis del superplastificante de ácido poliacrílico". Revista de la Universidad de Tecnología de Wuhan-Mater. Sci. Ed . 23 (6): 830–833. doi :10.1007/s11595-008-6830-y. ISSN  1993-0437. S2CID  93458743.
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