El ácido poliacrílico es un polielectrolito aniónico débil, cuyo grado de ionización depende del pH de la solución. En su forma no ionizada a bajos pH, el PAA puede asociarse con varios polímeros no iónicos (como el óxido de polietileno, la poli-N-vinilpirrolidona, la poliacrilamida y algunos éteres de celulosa) y formar complejos de interpolímeros aglomerados con hidrógeno.
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Fórmula química y estructura del Ácido Poliacrílico
Nótese que el ácido poliacrílico contiene algo del ácido acrílico monómero.
Información de Chemquat y su sitio web sobre el ácido poliacrílico, con la siguiente estructura:
Nombre IUPAC: ácido acrílico
Número CAS: 9003-01-4
Fórmula química: C3H4O2
Aspecto: solución transparente de incoloro a amarillo pálido
Contenido de sólidos, % 25-42
Monómeros libres como acrilato: 0,5% máx.
Peso molecular: 1200-100000
Ph de la solución al 1%: 3,0 máx.
Peso específico; g/cm3:1.15 min
Tambor de plástico de 200 l
Peso bruto 260kg
Peso neto 250kg
¿Cómo y dónde se produce el Ácido Poliacrílico?
La primera etapa es la oxidación del propeno a propeno (acroleína). El alqueno y el aire se mezclan y pasan sobre un catalizador heterogéneo calentado, a menudo una mezcla de óxidos de bismuto (III) y molibdeno (VI) sobre sílice, a aproximadamente 650 K.
La segunda etapa ocurre cuando el propeno y el aire pasan sobre otro catalizador, una mezcla de óxidos de vanadio(V) y molibdeno(VI) sobre sílice a aproximadamente 550 K:
La polimerización del ácido propenoico es un proceso de radicales libres, utilizando un peróxido orgánico como iniciador. Se puede realizar con el monómero puro (conocido como polimerización a granel), pero más a menudo se polimeriza en una solución acuosa o como emulsión, también en agua:
Alimentos que contienen Ácido Poliacrílico
Según la demandante, la sustancia ácido poliacrílico, sal sódica, reticulada , está destinada a utilizarse en almohadillas absorbentes en el envasado de carne, pescado y aves de corral frescos y congelados, y frutas y hortalizas frescas, con el fin de absorber los líquidos liberados de los alimentos.
Función del Ácido Poliacrílico
Aproximadamente el 50% se utiliza para hacer ésteres, principalmente propenoatos de metilo, etilo y butilo. Estos son, a su vez, polimerizados mientras que el 30% se utiliza para hacer poliácido propenoico y por lo tanto superabsorbentes.
Propiedades del Ácido Poliacrílico
El ácido poliacrílico es un compuesto de gran peso molecular llamado polímero, que consiste en un pequeño repetidor unidades llamadas monómeros. El polímero de poliacrilato utilizado en los pañales está construido con ácidos acrílicos y monómeros de acrilato de sodio.
La longitud de la cadena del polímero y las propiedades del polímero pueden ser cambiadas por la variación de las condiciones de reacción. Las condiciones de reacción pueden afectar a la longitud de las cadenas
y puede cambiar las características del polímero. El poliacrilato se seca y se forma en micropartículas de forma irregular que son estables durante períodos prolongados. Las partículas se hinchan rápidamente y absorber agua, orina u otras soluciones acuosas.
¿Para qué sirve el Ácido Poliacrílico?
Es ampliamente utilizado en dispersantes y dado que el peso molecular tiene un impacto significativo en las propiedades reológicas y la capacidad de dispersión, es crucial tener control sobre la distribución del peso molecular. Se utilizó la polimerización RAFT para obtener PAA con un peso molecular definido, lo que mejoró las propiedades de dispersión.
Esto sólo fue posible en relaciones AA/CTA bajas, a relaciones más altas se observó una transferencia al disolvente que tuvo un efecto negativo sobre el control de la reacción. Se han preparado copolímeros en bloque de PAA que responden a estímulos de pH y temperatura, demostrando la posibilidad de ser utilizados para la administración de fármacos.
ATRP se ha utilizado para hacer crecer los cepillos de PAA desde la superficie. Un enfoque reportado fue con ATRP iniciado en la superficie de acrilato de terc-butilo que posteriormente fue desprotegido por pirólisis para formar el ácido carboxílico. Estos cepillos de PAA pueden formar un complejo de quelatos con plata y por lo tanto pueden exhibir actividad antibacteriana.
Usos frecuentes del Ácido Poliacrílico
El ácido poliacrílico y sus derivados se utilizan en pañales desechables, resinas de intercambio iónico, adhesivos y detergentes. Los detergentes son a menudo copolímeros de ácido acrílico que pueden utilizarse tanto en zeolitas como en fosfatos en formulaciones de detergentes en polvo.
En la industria
La polimerización de radicales libres sigue siendo la industria más común para la producción de polímeros. Para la polimerización de radicales libres del ácido acrílico, se utilizan más comúnmente iniciadores termoquímicos como el persulfato de potasio y el AIBN. La polimerización puede tardar varias horas en completarse, pero puede acelerarse aumentando drásticamente la temperatura y la presión.
En la medicina
Los geles de ácido poliacrílico neutralizado son adecuados para obtener matrices biocompatibles para aplicaciones médicas tales como geles para el cuidado de la piel o productos para el tratamiento de enfermedades de la piel. Las películas de PAA pueden depositarse sobre implantes ortopédicos para protegerlos de la corrosión.
Los hidrogeles reticulados de AA y gelatina también se han utilizado como pegamento médico, que tiene una alta fuerza de adhesión. Para el desarrollo de matrices poliméricas que permitan una tasa de liberación controlada de sustancias activas, las investigaciones recientes se dirigieron a la clarificación de los cambios de conformación del gel polimérico durante la neutralización, irradiación ligera e incrustación de nanopartículas de oro.
En la vida cotidiana
El ácido poliacrílico se encuentra en una amplia variedad de productos para el hogar y para el cuidado personal:
- Pañales
- Desinfectante de manos
- Máscara de pestañas
- Aftershave
- Pasta de dientes
- Productos para el peinado (geles, tintes, sprays)
- Hidratante
- Champú para mascotas
- Abrillantador de metales
Medidas o ficha de seguridad para manipular el Ácido Poliacrílico
Los productos que contienen ácido poliacrílico advierten de una irritación leve si se produce una exposición de los ojos o de la piel. No es para contacto con la piel.
Hojas de datos de seguridad de materiales (MSDS) para ácido poliacrílico. Una declaración común sobre las MSDSs es hasta donde se sabe, las sustancias químicas, físicas y toxicológicas.
Ejemplos de Ácido Poliacrílico
El ácido propenoico reacciona con un alcohol (por ejemplo, metanol, etanol, butano-1-ol) en la fase líquida con un rastro de ácido sulfúrico como catalizador para producir los ésteres.
Posteriormente los ésteres son polimerizados, por un proceso de radicales libres, utilizando un peróxido orgánico como iniciador. El monómero puro puede ser utilizado (conocido como polimerización a granel), pero más frecuentemente la reacción se lleva a cabo en una solución acuosa o en una emulsión en agua. Por ejemplo: Si se requieren copolímeros de los ésteres, los dos monómeros se mezclan antes de la reacción de polimerización en condiciones similares.