POLIACRILATO DE SÓDIO (C3H3NAO2) N: ESTRUTURA, PROPRIEDADES, USOS, RISCOS - QUÍMICA - 2025

O poliacrilato de sódio é um composto orgânico de alto peso molecular formado pela união de várias unidades ou pedaços de um composto menor, o acrilato de sódio. A fórmula molecular do poliacrilato de sódio é (C ₃ H ₃ NaO ₂) _n, e a fórmula estendida de seu monômero é –CH ₂ –CH (COONa) -.

O poliacrilato de sódio tem muitas partes repetidas iguais. É um polieletrólito aniônico porque ele tem muitos ânions COO carboxilato ^-, que são carregadas negativamente. É isso que lhe confere suas principais propriedades físico-químicas e favorece seus múltiplos usos.

Fórmula do monômero ou pedaço de repetição do polímero poliacrilato de sódio, em que n representa o número de vezes que ele é repetido. Muso. Fonte: Wikimedia Commons.

Possui grande afinidade com a água. Absorve com muita facilidade, formando um gel. Absorve todos os tipos de fluidos ou soluções aquosas. Esta propriedade faz com que seja utilizado, por exemplo, em fraldas descartáveis ​​e absorventes higiênicos.

Também é usado em embalagens para a indústria de alimentos frescos para absorver o excesso de água que porventura produza.

Devido à sua grande quantidade de cargas negativas, –COO ^- é usado em detergentes para ajudar a suspender as partículas de sujeira. Ele também funciona em processos industriais onde é necessário capturar íons metálicos positivos, como cálcio, alumínio e magnésio.

O poliacrilato de sódio não é tóxico, mas é muito importante não ingeri-lo, pois pode absorver a água da saliva, aumentar seu volume e causar asfixia.

Estrutura química

O poliacrilato de sódio é um polímero, portanto, é feito de várias peças individuais e unidas. Esses pedaços, pedaços ou unidades são chamados de monômeros.

O poliacrilato de sódio é gerado pela união de muitas moléculas de acrilato de sódio. Quando unidos, os pedaços de acrilato de sódio perdem a ligação dupla.

Por esta razão, o poliacrilato de sódio possui uma estrutura sem ligações duplas, com muitos ânions carboxilato ^- COO ^- e muitos íons sódio Na ⁺ anexados a eles.

Por ter tantos grupos aniônicos ^- COO ^- é considerado um polieletrólito.

O monômero ou peça individual de poliacrilato de sódio possui uma cadeia de dois átomos de carbono e um grupo –COO ^- Na ⁺ ligado a ele, conforme indicado abaixo: –CH ₂ –CH (COO ^- Na ⁺) -.

Estrutura do monômero de poliacrilato de sódio. As linhas pontilhadas indicam as ligações com outros monômeros idênticos a este. Edgar181. Fonte: Wikimedia Commons.

A quantidade de monômeros pode variar de algumas dezenas a várias centenas.

Por esta razão, um n é colocado na fórmula do polímero, já que n simboliza o número de monômeros e este número pode mudar de acordo com o que o fabricante do polímero deseja.

Nomenclatura

- Poliacrilato de sódio

- Sal de sódio do ácido poliacrílico

- Sal de sódio do polímero de ácido acrílico

-Sal de sódio de homopolímero de ácido 2-propenóico (homopolímero significa que é um polímero homogêneo ou que é feito de várias unidades de um único tipo de molécula)

Propriedades

Estado físico

Pó ou grânulos sólidos brancos.

Peso molecular

Depende do número de monômeros que compõem o polímero. O poliacrilato de sódio com pesos moleculares de, por exemplo, 1200, 2100, 8000 e 15000 é produzido comercialmente.

Densidade

1,32 g / mL a 25 ° C

pH

6-9

Solubilidade

Muito solúvel em água.

Propriedades quimicas

O poliacrilato de sódio tem grande afinidade pela água. As soluções aquosas de poliacrilato de sódio são altamente viscosas e exibem grande poder de filtração.

É um polímero extremamente absorvente, especialmente de água ou fluidos aquosos. Sua velocidade de absorção de água é muito alta.

A água é facilmente atraída para este polímero, que ao ser absorvido se transforma em um gel. E tem uma capacidade muito elevada de reter a água absorvida.

Tudo isso é explicado porque o hidrogênio na água forma pontes de ligação com o ânion carboxilato ^- COO ^- do polímero. A polaridade da água e do grupo carboxilato favorece estas ligações de hidrogênio: –C - O- - -H - O - H.

O poliacrilato de sódio também estabiliza as emulsões de óleo em água. As partes da molécula de poliacrilato relacionadas com o óleo –CH ₂ –CH– ligam-se a ele e as partes iônicas ou relacionadas com a água –COO ^- Na ⁺ permanecem nele. Assim, as gotículas de óleo permanecem estáveis ​​na água.

Outra de suas características é que devido a sua grande quantidade de ânions carboxilato –COO ^- o poliacrilato de sódio pode facilmente atrair íons positivos ou cátions metálicos como cálcio Ca ²⁺, magnésio Mg ²⁺ ou alumínio Al ³⁺. Ele se junta a eles facilmente e não se solta.

Não é tóxico nem poluente e é biodegradável.

Obtendo

Para obter poliacrilato de sódio, ácido acrílico CH ₂ = CH-COOH e hidróxido de sódio NaOH são reagidos primeiro, a fim de obter acrilato de sódio CH ₂ = CH-COO ^- Na ⁺.

Este último é submetido a aquecimento na presença de persulfato de amônio (NH ₄) ₂ S ₂ O ₈ para acelerar a reação de polimerização, onde cada molécula de acrilato de sódio é ligada à seguinte usando a ligação dupla.

A solução obtida contém poliacrilato de sódio. Então, por evaporação sob certas condições, o polímero seco é obtido.

Formulários

Como absorvente em várias aplicações

O poliacrilato de sódio é usado como superabsorvente em vários produtos amplamente utilizados. Um grama desse polímero pode absorver de 300 a 1000 gramas de água pura.

Por exemplo, é usado em fraldas descartáveis, absorventes higiênicos, absorventes para amamentação e outros utensílios domésticos. Nesses casos, ele absorve com eficiência fluidos corporais aquosos, como urina ou sangue.

Também é usado para evitar derramamentos de líquidos, solidificando-os. Ele permite que você lide com os fluidos corporais, prendendo-os em um gel seco e semissólido, facilitando seu descarte.

Em hospitais e clínicas, é usado para gerenciamento de derramamento e em frascos de sucção de fluido. Isso permite economia na lavanderia, menos constrangimento para os pacientes e redução de deslizes e agitação para os profissionais de saúde.

Em produtos de limpeza e lavanderia

O poliacrilato de sódio atua como espessante em soluções de hipoclorito que são utilizadas em misturas de branqueamento.

Também faz parte das composições detergentes porque durante a lavagem atua como dispersante das partículas de sujeira, mantendo-as em suspensão, aumentando a brancura e melhorando o desempenho geral de limpeza dos detergentes.

Isso se deve às múltiplas cargas negativas ou aniônicas que ajudam a suspender as partículas de sujeira, tornando-o mais eficaz em detergentes granulares ou em pó e lavagem em pH alcalino (ou seja, básico).

Os detergentes contêm poliacrilato de sódio que lhes permite lavar melhor as roupas. Autor: Frank Habel. Fonte: Pixabay.

Na industria alimentícia

Tem sido amplamente utilizado como espessante e agente de preparação utilizando suas propriedades físico-químicas.

Por exemplo, é utilizado como dispersante para pigmentos minerais ou cargas como carbonato de cálcio ou caulim durante a fabricação de papel ou papelão que entra em contato com todos os tipos de alimentos, exceto para uso em contato com fórmulas infantis ou leite materno.

Ele também serve como um absorvente de fluido em materiais que entram em contato com os alimentos. Ele absorve o excesso de água de todos os tipos de alimentos frescos, como frango, peixe, carne, vegetais e frutas.

As embalagens de alimentos frescos podem conter poliacrilato de sódio para absorver a água que podem liberar. Autor: Shutterbug75. Fonte: Pixabay.

Nas indústrias açucareiras, seu uso durante a evaporação da água do caldo de beterraba ou cana-de-açúcar permite o aprisionamento de íons metálicos e, assim, controlar a formação de incrustações minerais nos equipamentos.

Em experiências para melhorar a recuperação de óleo residual

Na indústria do petróleo, atualmente é utilizado em conjunto com outros polímeros acrílicos para engrossar a água injetada em alguns poços e favorecer a remoção efetiva do óleo residual para recuperação.

Além disso, o poliacrilato de sódio tem sido usado em testes para evitar a precipitação de cálcio e magnésio e, assim, evitar entupimento do equipamento durante a recuperação de óleo de poços de inundação de polímero.

Na indústria de plásticos

O poliacrilato de sódio é frequentemente adicionado ao cloreto de polivinila ou plástico de PVC (cloreto de polivinila) como um modificador de resistência ao impacto e auxiliar de processamento.

Os tubos de PVC usados ​​na construção de casas e edifícios podem conter poliacrilato de sódio para aumentar sua resistência. Autor: Pisauikan. Fonte: Pixabay.

Entre as características que deve ter para cumprir estas funções está a de ter alguma não miscibilidade (não se misturar) com o outro polímero, para formar pequenas áreas independentes.

Ao mesmo tempo, deve gerar algumas ligações interfaciais fortes com o polímero de base ou matriz para permitir uma boa transferência de tensão através dessas ligações.

Se o modificador de impacto for muito compatível ou miscível, ele não melhora a resistência ao impacto, mas se for completamente incompatível, o composto base perde sua força ou tenacidade.

Por esta razão, o poliacrilato de sódio é útil nesta aplicação.

Em várias aplicações

O poliacrilato de sódio é usado na indústria de celulose e papel como dispersante.

Isso se deve à sua capacidade de sequestrar ou prender (e não liberar) cátions multivalentes (isto é, multi-carregados) prejudiciais, como Al ^{3+ de} alumínio e Ca ^{2+ de} cálcio, complexando-se com estes.

É resistente a alto pH, altas temperaturas e altas forças de cisalhamento ou cisalhamento. Porém, se os cátions multivalentes estiverem em alta concentração, eles podem precipitar o poliacrilato fazendo com que ele perca sua eficácia.

É também utilizado na indústria cosmética como espessante e emulsificante.

Devido à sua capacidade de absorver água rapidamente, é usado como bloqueador de água em cabos de fibra óptica. Estes são os cabos usados ​​para a transmissão do sinal de Internet e telefone.

Dentro dos cabos de fibra ótica existe poliacrilato de sódio para absorver qualquer umidade que possa penetrá-los e evitar danos. Autor: Planet fox. Fonte: Pixabay.

O poliacrilato de sódio é aquele que preenche os pacotes de gel frios que são usados ​​para tratar dores causadas por golpes ou ferimentos, ou para transportar medicamentos ou flores.

Saco de gel frio usado para aliviar a dor de lesões esportivas. yamada kazuyuki de Higashi-betsuin, Japão. Fonte: Wikimedia Commons.

Com o poliacrilato de sódio, são feitas pequenas bonecas que se expandem ou aumentam de volume quando deixadas de molho na água.

Riscos

Embora o poliacrilato de sódio não seja tóxico, a ingestão de seus grânulos por via oral faz com que eles se expandam em contato com a saliva.

Conseqüentemente, ingeri-lo é um risco significativo, pois pode causar obstrução das vias aéreas. Isso significa que pode impedir a respiração. Por outro lado, se for inalado em pequenas quantidades, não o suficiente para causar obstrução, é irritante para a respiração devido às suas propriedades secantes.

O poliacrilato de sódio está cada vez mais sendo usado em clínicas e lares de idosos, colocado em frascos de urina ao lado dos pacientes, tornando-se um risco de que pacientes idosos confusos possam ingeri-lo.

Por esse motivo, esses tipos de pacientes devem ser monitorados continuamente.

Não é irritante para a pele. Não é inflamável.

Referências

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