ポリアクリル酸ナトリウム2022のガイド(用途、安全性研究)

May 3, 2021

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ポリアクリル酸ナトリウムとは何ですか?

ポリアクリル酸ナトリウムは一種の超吸収性ポリマー(SAPとも呼ばれます)です。

紙おむつ、ペットパッド、保水材(土壌の保水を助けるため)、瞬間雪など、さまざまな一般的な製品に使用される機能性ポリマーです。 それは優秀な吸収性のために知られている:

ポリアクリル酸ナトリウムは、水中で自重の数百倍を吸収することができます。 それは粉末として始まり、それが水分に接触すると、それはそのゲル形態に膨潤します。

他の吸収材とは異なり、このゲルから水分を絞り出すのは簡単ではありません。 これが紙おむつでの使用に最適な理由です—赤ちゃんはその上に座って、転がり、濡れたおむつで何時間も漏れずに眠ることができます。


基本情報

融点

150°Cです。 また、ポリアクリル酸ナトリウムが水を吸収してヒドロゲルになった後、より低い温度(40°Cなど)で容易に溶融し、光分解されます。 これがポリアクリル酸ナトリウムを農林業の保水剤として使用できない理由の一つです。


Ph 値

一般的に言えば、ポリアクリル酸ナトリウムはアクリル残渣が非常に少ないため弱酸性です。 (ポリアクリル酸ナトリウムは、アクリル酸と水酸化ナトリウムの重合反応により形成される。 )


吸水

現在最も強力な吸水材であるポリアクリル酸ナトリウムは、自重の数千倍の純水を吸収することができます。

また、水が純粋であるか、直接ないかは、ポリアクリル酸ナトリウムの吸収に影響を与えます。 水に塩を加えた場合、吸水量が大幅に減少します。 土壌中の水イオンの濃度が極めて高く、ポリアクリル酸ナトリウムの吸水率が大幅に低下する — これが保水剤としての使用に適さない理由の1つです。

ポリアクリル酸ナトリウムの吸水率が液体の塩水濃度に関連しているのはなぜですか?

ポリアクリル酸ナトリウムの生理食塩水吸収プロセス全体を注意深く研究した後、次のことがわかります。

ポリアクリル酸ナトリウムポリマー自体は半透膜である。 半透膜は水分子のみを通過させ、半透膜は塩化ナトリウムを包み込んで小さな球を形成します。 膜の外側は低濃度です。 ポリアクリル酸ナトリウムポリマーが水と接触すると、小球の内側と外側の溶液の濃度が大きく異なるため、少量の水が小球の外側の低濃度溶液から小球の内側の高濃度溶液に浸透し、内側と外側の溶液の濃度が等しくなります。 これは等張性と呼ばれます。

浸透の原理に基づいて、吸水性ポリマーによって吸収される水の量は、外部溶液の種類に依存する。 蒸留水の場合、ポリマー自体の800倍の重量を吸収できます。 水道水の場合、イオンが多いため、自重の300倍しか吸収できません。


生産プロセス

共重合体化学では、ポリアクリル酸ナトリウムを製造するには、ゲル重合、溶液重合、懸濁重合の3つの方法があります。

会議の一般的なプロセス図は次のとおりです。

ご覧のとおり、ポリアクリル酸ナトリウムは天然物ではありません。

PS:デンプングラフトによって生成されたポリアクリル酸ナトリウムの一種があります。 メーカーは仕掛けとして「天然物」であると主張している。


どのようにそれ仕事?

ポリアクリル酸ナトリウムがどのように機能するのか疑問に思われたかもしれません。 実際、吸水プロセス全体が複雑な物理的および化学的反応を受けています。 (一般に、物理的反応が影響の大部分を占めると考えられています。

簡単に言えば、ポリアクリル酸ナトリウムの分子構造にはネットワーク分子鎖があります。 その電気分解は、水に遭遇した直後に起こり、正および負に帯電したイオンに解離する。 正に、負に荷を付けられたイオンは、水と強い親和性を持っています。 そのため、吸水性と保水性に優れています。

詳細

ポリアクリル酸ナトリウムは白色粒状で、吸水性ポリマーであり、主鎖には-COONaが含まれています。 水が介入すると、-COO-とNa+に解離します。 -COO-アニオン間の相互反発により、元々湾曲した鎖は直線鎖に拡大する。

ポリアクリル酸ナトリウムはどのように機能しますか

H2O(H-O-H)分子の水素原子はわずかに正に帯電しており、酸素原子はわずかに負に帯電しているため、わずかに正に帯電した水素原子と負に帯電した-COO-との間の引力が水素結合を生成するため、ポリマーアクリル酸ナトリウムは水を吸収できます。

しかし、ポリアクリル酸ナトリウムは水に溶解せず、コロイド状物質を形成します。 その理由は、架橋度が高いと水がポリマーに入ることができず、吸水能力が低下するためです。 一方、架橋度が低い場合には、水分子がポリマー中に浸透しやすくなり、樹脂が膨潤し、さらに親水性が糊化し、吸水率の高い状態となる。

ヒント:架橋密度が低すぎると、水に溶けることがあります。


安全性研究

ポリアクリル酸ナトリウムは安全ですか?

はい。 様々な材料安全データシート(化学物質の潜在的な危険性を詳細に記載した米国労働安全衛生局によって作成された文書)によると、ポリアクリル酸ナトリウムは完全に安全です。

また、次のような MSDS (材料安全データ シート) ドキュメントを通じて詳細を知ることもできます。

ポリアクリル酸ナトリウム材料安全データシート


肌に直接触れてみませんか?

ポリアクリル酸ナトリウム自体は、皮膚に刺激を与えない。 ポリマーとして、それは皮膚を通して吸収するにはあまりにも大きすぎる長い鎖に一緒に固執します。

しかし、ポリアクリル酸ナトリウムのいくつかの種類は、少量のアクリル酸と混合されます, 製造プロセスからの残り物.

理論的には、大量のアクリル酸は、赤ちゃんの皮膚に有害である可能性があります。 しかし、毒物学と環境保健のジャーナルの2009年のレポートによると、使い捨ておむつにはほとんど十分なアクリル酸が懸念を提起していません。 (この研究は、オムツの大手メーカーであるプロクター・アンド・ギャンブルが資金を提供しました。もう一つの側面, ナトリウムポリアクリル酸サプライヤーは、アクリル酸価をテストし、それが未満であることを確認する必要があります 300 ppm (100 万分の一).


食品グレードのポリアクリル酸ナトリウム

「食品グレードのポリアクリル酸ナトリウム」の主張は長年存在していましたが、それを製造できると主張しているメーカーはありません。 これは、生産プロセスに関連している可能性があります。

*PS:このコンテンツは2021年に更新されました。

ポリアクリル酸ナトリウムは犬/動物/昆虫に有毒ですか?

厳密に言えば、答えは、ポリアクリル酸ナトリウムが食品グレードの基準を満たしている場合にのみはいすることができます。


Cオンクルージョン

ポリアクリル酸ナトリウムは安全で、非毒性で、主要な安全リスクがない。

ただし、適切に処理しないと、特定の危険をもたらす可能性があります。 しかし、ポリアクリル酸ナトリウムを取り扱う際には、次の危険に注意し、怪我や事故を避けるために注意してください。

  • 粉末を吸入すると肺を刺激する可能性がありますが、一般的には問題ではありません。
  • ある地域で大量のこぼれ水に接触すると、非常に滑りやすくなる可能性があります。
  • それは大量に下水道や排水システムに入る場合は、深刻な詰まりを引き起こす可能性があり、すぐに対処する必要があります。

Faq

ポリアクリル酸ナトリウムは排水溝を下ることができますか?

ポリアクリル酸ナトリウムゲルはい。 それはゆっくりと水、二酸化炭素、そしていくつかのナトリウムイオンに分解され、環境汚染を引き起こさないでしょう。

PS:ポリアクリル酸ナトリウム粉末は強い水膨潤性を有する。 これにより、トイレがブロックされます。

ポリアクリル酸ナトリウムは再利用できますか?

この時点で、ポリアクリル酸ナトリウムの特性は異なります。

通常のポリアクリル酸ナトリウムは再利用できません。 たとえば、おむつに使用されるポリアクリル酸ナトリウムは、尿を吸収した後に廃棄されます。

吸水性膨張洪水制御バッグなどの特別な目的で使用されるポリアクリル酸ナトリウムについては、メーカーが特別な後処理を行います。 これらの特別な処理後のポリアクリル酸ナトリウムは、水を吸収した後、一定期間後に固体粒子になる可能性があります。 状態、繰り返し水分を吸収することができます。

ポリアクリル酸ナトリウムと水は化学反応ですか?

一般に、物理的反応が効果の大部分を占めると考えられています。

ポリアクリル酸ナトリウムは生分解性ですか?

ポリアクリル酸ナトリウムは天然物質ではなく、有機合成の高分子構造であるため、天然土壌で生分解されることは困難です。

しかし、ポリアクリル酸ナトリウムは土壌中で自然に分解される可能性があることは言及する価値があります。

この結論は、非常に簡単な実験で確認できます。 例えば、ポリアクリル酸ナトリウムで水を吸収した後のゲルは、日光の下で1週間溶けます。

さらに、一部の国では、おむつメーカーがバイオテクノロジーによって自然に分解される可能性のあるポリアクリル酸ナトリウムタイプの研究と製造を開始しています。 原理は、ポリアクリル酸ナトリウム製造のプロセスにデンプンまたは他の物質を移植して、生きている微生物によって分解できるようにすることです。

ポリアクリル酸ナトリウムは植物(肥料として)安全ですか?

ポリアクリル酸ナトリウムの価格はポリアクリル酸カリウムよりもはるかに低いですが、保水剤として使用するのは気まぐれです。

植物にポリアクリル酸ナトリウムを使用しない理由をいくつか挙げる:

保水剤として、ポリアクリル酸ナトリウムは地下の水をほとんど吸収できず、土壌浸出液のイオン濃度が高い原因となります。
ポリアクリル酸ナトリウムからの水ゲルは、低温(40°Cなど)で容易に溶融および光分解されます。
ポリアクリル酸ナトリウムは、植物に吸収されない多数のナトリウムイオンに分解され、土壌の塩類化が増加します。

注: A,Bとは異なり、これは特に保水剤用に設計されており、上記の3つの問題を効果的に解決します。

ポリアクリル酸ナトリウムは有毒ですか?

ポリアクリル酸ナトリウムは有毒ではありません。 ポリアクリル酸ナトリウムを合成する過程で、アクリル酸の含有量は厳密に制御することができ、人体に有害ではありません。

実際、ポリアクリル酸ナトリウムは、赤ちゃんのおむつの重要な吸水成分として広く使用されています。

ポリアクリル酸ナトリウムは皮膚に無害ですが、赤ちゃんや犬が摂取したらできるだけ早く医師の診察を受ける必要があります。 これは、非常に速く腫れ、誤って摂取した後に胃腸の不快感を引き起こす可能性があるためです。

自宅でポリアクリル酸ナトリウムを見つける/入手する場所?

私が言ったように、あなたは簡単に生理用ナプキンや紙おむつにポリアクリル酸ナトリウムを見つけることができます。


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