Hispanopedia Wiki
Articulo de referencia

ácido poliacrílico

3 H 4 O 2 ) n \n| MolarMass = variable\n| Appearance =\n| Density =\n| Solubility =\n| MeltingPtC =\n| BoilingPtC =\n| Viscosity =\n| LogP = 0.25700 {{Cite web|url=https://www.c...

Hispanopedia WikiContenido en espanolLectura gratuita

El poli(ácido acrílico) ( PAA ; nombre comercial Carbomer ) es un polímero con la fórmula (CH₂ − CHCO₂H ) n . Es un derivado del ácido acrílico (CH₂ = CHCO₂H ) . Además de los homopolímeros , se conocen diversos copolímeros y polímeros reticulados, así como derivados parcialmente desprotonados de los mismos, que tienen valor comercial. En solución acuosa a pH neutro , el PAA es un polímero aniónico ; es decir, muchas de sus cadenas laterales 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— constituyen la base de numerosas aplicaciones.  

Síntesis

El PAA, como cualquier polímero de acrilato , se suele sintetizar mediante 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 (CH₂ = CHCO₂H ) , en una cadena polimérica mediante la acción de radicales libres. [ 7 ] [ 8 ] [ 9 ] El proceso suele seguir estos pasos: [ 10 ]

  1. Iniciación : Los radicales libres se generan mediante 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 en el extremo de la cadena en crecimiento. Este nuevo radical puede reaccionar con unidades monoméricas adicionales, permitiendo que la cadena crezca. [ 12 ]
  3. Terminación : La reacción continúa hasta que dos radicales se recombinan o un radical se transfiere a otra molécula, poniendo fin al crecimiento de la cadena polimérica. [ 13 ]
  4. Transferencia de cadena e inhibición : 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 ]

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 diversos polímeros no iónicos (como el óxido de polietileno, la poli-N-vinilpirrolidona, la poliacrilamida y algunos éteres de celulosa) y formar complejos interpoliméricos con enlaces de hidrógeno . [ 15 ] En soluciones acuosas, el PAA también puede formar policomplejos con polímeros de carga opuesta, como el quitosano, tensioactivos y moléculas de fármacos (por ejemplo, la estreptomicina). [ 16 ]

Propiedades físicas

Los PAA secos se venden en forma de polvos blancos y esponjosos.

Derivados

En forma de polvo seco , los iones de sodio con carga positiva se encuentran unidos al poliacrilato ; sin embargo, en soluciones acuosas, estos iones 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 influye significativamente en las propiedades reológicas y la capacidad de dispersión, y por lo tanto, en sus aplicaciones. La principal aplicación del PAA es como superabsorbente . Aproximadamente el 25 % del PAA se utiliza en 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 capaces de absorber y retener más de 100 veces su propio peso en líquido. La Administración de Alimentos y Medicamentos de los Estados Unidos (FDA) autorizó el uso de SAP en envases con contacto indirecto con alimentos. [ 17 ] [ 18 ]

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 domésticos, incluidos los limpiadores de suelos. El PAA puede inactivar el antiséptico gluconato de clorhexidina . [ 19 ]

Materiales biocompatibles

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

Pinturas y cosméticos

Otras aplicaciones incluyen pinturas y cosméticos . Estabilizan sólidos suspendidos en líquidos, [ 20 ] evitan la separación de emulsiones 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 .

Análogos de rocas para la geología estructural

El ácido poliacrílico puede utilizarse como análogo de roca en geología estructural .

El carbopol se utiliza en experimentos de modelización geológica .
Una microfotografía del material de modelado carbopol

Aplicaciones emergentes

Los hidrogeles derivados del PAA han atraído numerosos estudios para su uso como vendajes y coadyuvantes en la cicatrización de heridas. [ 21 ] El PAA también ha mostrado resultados prometedores al ser investigado como un posible aglutinante de electrodos soluble en agua para aplicaciones en baterías de iones de litio . [ 22 ] [ 23 ] [ 24 ]

Fluido de perforación y temple de metales

Se realizaron algunos informes sobre el uso de PAA como defloculante (los llamados poliacrilatos alcalinos ) para la industria de perforación petrolera. [ 25 ] [ 26 ]

También se informó que se utilizaba para el temple de metales en el trabajo metalúrgico (véase poliacrilato de sodio ). [ 27 ]

Referencias

  1. ↑ "Ácido poliacrílico_msds" . Archivado del original el 21/02/2022 . Consultado el 23/04/2018 .
  2. ↑ "Inventario C&L" . echa.europa.eu . Archivado del original el 5 de abril de 2021. Consultado el 5 de diciembre de 2021 .
  3. ↑ Zhang, Rongguo; Li, Qiong; Zhang, Anfu; Liu, Yong; Lei, Jiaheng (2008-12-01). "Técnica de síntesis de superplastificante de ácido poliacrílico" . Revista de la Universidad Tecnológica de Wuhan - Ed. Ciencia de los Materiales. 23 ( 6): 830– 833. doi : 10.1007/s11595-008-6830-y . ISSN 1993-0437 . S2CID 93458743 .  
  4. ^ Hu, Yong; Jiang, Xiqun; Ding, Yin; Ge, Haixiong; Yuan, Yuyan; Yang, Changzheng (1 de agosto de 2002). "Síntesis y caracterización de nanopartículas de quitosano-poli (ácido acrílico)" . Biomateriales . 23 (15): 3193– 3201. doi : 10.1016/S0142-9612(02)00071-6 . ISSN 0142-9612 . PMID 12102191 .  
  5. ↑ Li, An; Wang, Aiqin; Chen, Jianmin (2004-05-05). "Estudios sobre el compuesto superabsorbente de poli(ácido acrílico)/atapulgita. I. Síntesis y caracterización" . Journal of Applied Polymer Science . 92 (3): 1596– 1603. Bibcode : 2004JAPS...92.1596L . doi : 10.1002/app.20104 . ISSN 0021-8995 . 
  6. ↑ Lin, Jianming; Wu, Jihuai; Yang, Zhengfang; Pu, Minli (2001-03-01). "Síntesis y propiedades del nanocompuesto superabsorbente de poli(ácido acrílico)/mica" . Comunicaciones rápidas macromoleculares . 22 (6): 422– 424. doi : 10.1002/1521-3927(20010301)22:6 < 422::AID-MARC422 > 3.0.CO ; 2-R . ISSN 1022-1336 . 
  7. ↑ Bromberg, Lev E.; Barr, David P. (1999-06-01). "Fenómenos de agregación en soluciones acuosas de polielectrolitos modificados hidrofóbicamente. Un estudio de solubilización de sonda" . Macromolecules . 32 (11): 3649– 3657. Bibcode : 1999MaMol..32.3649B . doi : 10.1021/ma981946k . ISSN 0024-9297 . 
  8. ↑ Laschewsky, André; Herfurth, Christoph; Miasnikova, Anna; Stahlhut, Frank; Weiss, Jan; Wieland, Christoph; Wischerhoff, Erik; Gradzielski, Michael; Malo de Molina, Paula (enero de 2003), "Estrellas y bloques: Adaptación de modificadores de reología polimérica para medios acuosos mediante polimerización controlada de radicales libres" , en Patil, Anjali; Ferritto, Michael S. (eds.), ACS Symposium Series , vol. 1148, Washington, DC: American Chemical Society, pp. 125–143 , doi : 10.1021/bk-2013-1148.ch008 , ISBN   978-0-8412-2905-1, consultado el 20 de diciembre de 2023
  9. ↑ Iqbal, Hafiz MN; Rasheed, Tahir; Bilal, Muhammad (2018-10-03), "Aspectos de diseño y procesamiento de materiales poliméricos y compuestos" , en Ahmed, Shakeel; Hussain, Chaudhery Mustansar (eds.), Materiales avanzados verdes y sostenibles (1.ª ed.), Wiley, pp. 155–189 , doi : 10.1002/9781119407089.ch7 , ISBN   978-1-119-40708-9, S2CID 139704996 , consultado el 20/12/2023 
  10. ↑ Liu, Ke; Corrigan, Nathaniel; Postma, Almar; Moad, Graeme; Boyer, Cyrille (27-10-2020). "Una plataforma integral para el diseño y la síntesis de distribuciones de peso molecular de polímeros" . Macromolecules . 53 (20): 8867– 8882. Bibcode : 2020MaMol..53.8867L . doi : 10.1021/acs.macromol.0c01954 . ISSN 0024-9297 . S2CID 225117544 .  
  11. ↑ Plamper, Felix A.; Becker, Harald; Lanzendörfer, Michael; Patel, Mushtaq; Wittemann, Alexander; Ballauff, Matthias; Müller, Axel HE (23-09-2005). "Síntesis, caracterización y comportamiento en solución acuosa de poli(ácido acrílico) en forma de estrella" . Macromolecular Chemistry and Physics . 206 (18): 1813– 1825. doi : 10.1002/macp.200500238 . ISSN 1022-1352 . 
  12. ↑ Cuti, Sergio S.; Henton, David E.; Powell, Cynthia; Reim, Robert E.; Smith, Patrick; Staples, Thomas L. (1997-04-18). "Los efectos del MEHQ en la polimerización del ácido acrílico en la preparación de geles superabsorbentes" . Journal of Applied Polymer Science . 64 (3): 577– 589. doi : 10.1002/(SICI)1097-4628(19970418)64:3 < 577::AID-APP14 > 3.0.CO ; 2-V . ISSN 0021-8995 . 
  13. ↑ Luciani, Carla; Choi, Kyu Yong (septiembre de 2023). "Modelado de un reactor de amasado continuo para la polimerización de ácido acrílico parcialmente neutralizado" . The Canadian Journal of Chemical Engineering . 101 (9): 5151– 5161. Bibcode : 2023CJChE.101.5151L . doi : 10.1002/cjce.24898 . ISSN 0008-4034 . S2CID 257729740 .  
  14. ↑ Nicolaÿ, Renaud; Mosnáček, Jaroslav; Kar, Kishore K.; Fruchey, Stanley O.; Cloeter, Michael D.; Harner, Richard S.; Matyjaszewski, Krzysztof (2012-03-28). "Sistemas eficientes de inhibición de la polimerización para la destilación de ácido acrílico: inhibidores en fase de vapor" . Industrial & Engineering Chemistry Research . 51 (12): 4467– 4471. doi : 10.1021/ie201709y . ISSN 0888-5885 . 
  15. ↑ Khutoryanskiy, Vitaliy V.; Staikos, Georgios (9 de marzo de 2009). Complejos interpoliméricos unidos por enlaces de hidrógeno: formación, estructura y aplicaciones . World Scientific. ISBN 978-981-4475-04-4. OCLC 1200871469 . Archivado del original el 21-02-2022 . Consultado el 21-02-2022 . 
  16. ↑ Nurkeeva, Zauresh S; Khutoryanskiy, Vitaliy V; Mun, Grigoriy A; Sherbakova, Marina V; Ivaschenko, Anatoliy T; Aitkhozhina, Nazira A (marzo de 2004). "Policomplejos de poli(ácido acrílico) con sulfato de estreptomicina y su actividad antibacteriana". European Journal of Pharmaceutics and Biopharmaceutics . 57 (2): 245– 9. doi : 10.1016/S0939-6411(03)00149-8 . PMID 15018981 . 
  17. ↑ Orwoll, Robert A.; Yong, Chong S. (1999). "Poli(ácido acrílico)". En Mark, James E. (ed.). Polymer Data Handbook . Oxford University Press, Inc. pp. 252–253 . ISBN  978-0195107890. OCLC 39962426 . Archivado del original el 21-02-2022 . Consultado el 21-02-2022 . 
  18. ↑ "Acrilatos" . La Macrogalleria . Centro de Aprendizaje de Ciencia de Polímeros. 2005. Archivado del original el 21 de febrero de 2022. Recuperado el 25 de junio de 2015 .
  19. ↑ Kaiser, Nancy; Klein, Dan; Karanja, Peter; Greten, Zachariah; Newman, Jerry (2009). "Inactivación del gluconato de clorhexidina en la piel por geles desinfectantes de manos con alcohol incompatibles". American Journal of Infection Control . 37 (7): 569– 73. doi : 10.1016/j.ajic.2008.12.008 . PMID 19398245 . 
  20. ↑ Kuila, Debasish; Blay, George A.; Borjas, Ricardo E.; Hughes, Steve; Maddox, Phil; Rice, Kay; Stansbury, Wayne; Laurel, Norma (1999-08-15). "Ácido poliacrílico (poli-A) como quelante y dispersante" . Journal of Applied Polymer Science . 73 (7): 1097– 1115. doi : 10.1002/(SICI)1097-4628(19990815)73:7 < 1097::AID-APP2 > 3.0.CO ; 2-F . ISSN 0021-8995 . 
  21. ↑ Mogoşanu, George Dan; Grumezescu, Alexandru Mihai (25 de marzo de 2014). "Polímeros naturales y sintéticos para apósitos de heridas y quemaduras". International Journal of Pharmaceutics . 463 (2): 127– 136. Bibcode : 2014IJPha.463..127M . doi : 10.1016/j.ijpharm.2013.12.015 . PMID 24368109 . 
  22. ^ Li, Rong; Bai, Chang-Jiang; Liu, Hao; Yang, Li-Wen; Ming, Yong; Xu, Chun-Liu; Wei, Zhou; Canción, Yang; Wang, Gong-Ke; Liu, Yu-Xia; Zhong, Ben-He; Zhong, Yan-Jun; Wu, Zhen-Guo; Guo, Xiao-Dong (3 de marzo de 2021). "Nuevos conocimientos sobre el mecanismo de rendimiento mejorado de Li [ Ni0.8Co0.1Mn0.1 ] O2 con un aglutinante modificado con ácido poliacrílico" . Interfaces y materiales aplicados de ACS . 13 (8): 10064– 10070. Código bibliográfico : 2021AAMI...1310064L . doi : 10.1021/acsami.0c22052 . ISSN 1944-8244 . PMID 33591734 .  
  23. ↑ Kuo, Jia-He; Li, Chia-Chen (2020-06-01). "Proceso a base de agua para la preparación de un cátodo de Li(Ni 0.8 Co 0.1 Mn 0.1 )O 2 rico en níquel" . Journal of the Electrochemical Society . 167 (10): 100504. doi : 10.1149/1945-7111/ab95c5 . ISSN 1945-7111 . 
  24. ^ Xiong, Jianhan; Dupré, Nicolás; Mazouzi, Driss; Guyomard, Dominique; Roué, Lionel; Lestriez, Bernard (23 de junio de 2021). "Influencia del grado de neutralización del aglutinante de ácido poliacrílico en el comportamiento electroquímico inicial de un electrodo de silicio/grafito" . Interfaces y materiales aplicados de ACS . 13 (24): 28304– 28323. Código bibliográfico : 2021AAMI...1328304X . doi : 10.1021/acsami.1c06683 . ISSN 1944-8244 . PMID 34101424 .  
  25. ↑ "Defloculantes: una descripción detallada" . Archivado del original el 26 de febrero de 2021.
  26. ↑ Petrov, NA; Maikobi, AA (diciembre de 2017). "Investigación del reactivo Uniflox para la perforación de soluciones solventes siberianas" . Oil and Gas Business (6): 6–19 . doi : 10.17122/ogbus-2017-6-6-19 (inactivo el 12 de julio de 2025). Archivado del original el 21 de junio de 2018. Recuperado el 6 de mayo de 2022 .{{cite journal}}: CS1 maint: DOI inactivo desde julio de 2025 ( enlace )
  27. ↑ Griffiths, WD (1989). Características de extinción de soluciones de poliacrilato de sodio (tesis doctoral). Sheffield: Universidad Sheffield Hallam.