_{聚丙烯酸钠}

锁定
本词条由“科普中国”百科科学词条编写与应用工作项目审核。
聚丙烯酸钠是一种新型功能高分子材料和重要化工产品，固态产品为白色（或浅黄色）块状或粉末，液态产品为无色（或淡黄色）粘稠液体。溶解于冷水、温水、甘油、丙二醇等介质中，对温度变化稳定，具有固定金属离子的作用，能阻止金属离子对产品的消极作用，是一种具有多种特殊性能的表面活性剂。
中文名聚丙烯酸钠外文名Sodium polyacrylate分子式(C3H3NaO2)n
CAS号9003-04-7折射率nD20 1.43密度1.32g/mLat 25°C

化学性质

中文别名：2-丙烯酸钠均聚物; 聚丙烯酸钠(系列); 聚丙烯酸
钠(PAAS); S聚丙烯酸钠; 聚丙烯酸钠 MW~5100; 聚丙烯酸钠 MW ~15000; 聚丙烯酸钠 MW ~8000
英文别名：Polyacrylic acid sodium salt; Sodiumpolyacrylateinwater; Poly(acrylate sodium)
性质：是—种水溶性高分子化合物。商品形态的聚丙烯酸钠，相对分子质量小到几百，大到几千万，外观为无色或淡黄色粘稠液体、凝胶、树脂或固体粉末，易溶于水。因中和程度不同，水溶液的pH一般在6-9。能电离，有或无腐蚀性。易溶于氢氧化钠水溶液，但在氢氧化钙、氢氧化镁等水溶液中随碱土金属离子数量增加，先溶解后沉淀。无毒。

产品信息

上游原料:丙烯酸,氢氧化钠
下游产品:烧碱、增稠剂、缓蚀剂、造纸助留助滤剂

物化性质

水溶性直链高分子聚合物。小相对分子质量的为液体，大的可为固体。固体的商品为白色粉末或颗粒，无臭无味，遇水膨胀，易溶于苛性钠水溶液。吸湿性极强。具有亲水和疏水基团的高分子化合物。缓慢溶于水形成极粘稠的透明液体，其0.5%溶液的粘度约Pa·s，粘性并非吸水膨润（如CMC，海藻酸钠）产生，而是由于分子内许多阴离子基团的离子现象使分子链增长，表现粘度增大而形成高粘性溶液。其粘度约为CMC、海藻酸钠的15-20倍。加热处理、中性盐类、有机酸类对其粘性影响很小，碱性时则粘性增大。不溶于乙醇、丙酮等有机溶剂。强热至300度不分解。久存粘度变化极小，不易腐败。因系电解质，易受酸及金属离子的影响，粘度降低。遇足量二价以上金属离子（如铝、铅、铁、钙、镁、锌）形成其不溶性盐，引起分子交联而凝胶化沉淀。但是二价金属离子量少时仍为溶液，因此可作为洗涤助剂，起到防止污垢再沉积的作用。pH=4.0以下时可能产生沉淀。
随着相对分子质量增大，聚丙烯酸钠自无色稀溶液至透明弹性胶体乃至固体。性质、用途也随相对分子质量不同而有明显区别。相对分子质量在1000-10000的，可作为分散剂，应用于水处理（分散剂或阻垢剂）、造纸、纺织印染、陶瓷等工业领域。用作造纸涂布分散剂时，相对分子质量在2000-4000，涂料浓度在65%～70%时，仍可有良好流变性和熟化稳定性。分子量在1000-3000之间的，用作水质稳定剂和黑液浓缩时结垢控制剂。分子量在10以上的，用作涂料增稠剂和保水剂，可使羧基化丁苯胶乳、丙烯酸酯乳液等合成胶乳黏度增长，避免水分析出，保持涂料体系稳定。分子量在10以上的，用作絮凝剂，以及在食品工业中作增黏剂、乳化分散剂等。

制造方法

1、相对分子质量小时，丙烯酸在引发剂和链转移剂存在下聚合，用氢氧化钠中和即可得到产品。控制反应温度，引发剂和链转移剂的种类和用量，单体浓度、反应时间和加料方式等条件，可得到不同相对分子质量的产品。
2、相对分子质量高时，丙烯酸用氢氧化钠中和，精制后，在引发剂存在下聚合，既得产品。固体形态的产品可经过干燥、造粒或粉碎得到。
3.、国外通过辐射聚合NaOH与丙烯酸的中和物制得。
合成方法
1.将去离子水和34kg链转移剂异丙醇依次加入反应釜中，加热至80～82℃。滴加14kg过硫酸铵和170kg单体丙烯酸的水溶液（去离子水）。滴毕后，反应3h。冷至40℃，加入30%的NaOH水溶液，中和至pH值为8.0～9.0蒸出异丙醇和水得液体产品。喷雾干燥得固体产品丙烯酸或丙烯酸酯与氢氧化钠反应得丙烯酸钠单体，除去副生的醇类，经浓缩、调节pH值，以过硫酸铵为催化剂聚合而得由丙烯酸和氢氧化钠反应制得丙烯酸钠单体，再在过硫酸铵催化下，聚合成聚丙烯酸钠将相对分子质量1 000～3 000的聚丙烯酸钠加入反应釜中，配成30%的水溶液即可
2.丙烯酸或丙烯酸酯与氢氧化钠反应得丙烯酸钠单体，除去副产的醇类，经浓缩、调节PH值，以过硫酸铵为催化剂聚合制得。
3.聚合法　在装有搅拌器、回流冷凝管、温度计、滴液漏斗的500mL四口烧瓶中，加入一定量的去离子水，再加入链转移剂亚硫酸氢钠（用量占体系质量的4.5%），搅拌溶解，加热升温至65℃，开始滴加单体丙烯酸及引发剂过硫酸铵水溶液。其中单体丙烯酸的质量分数占体系的30%，过硫酸铵的质量分数占体系的0.06%，滴加时间为3h，滴完后保温3h，用质量分数为30%氢氧化钠水溶液中和至pH值为7～7.5，得到无色的黏稠、低分子质量聚丙烯酸钠溶液。
4.乳液聚合法　单体溶液由丙烯酸经氢氧化钠溶液中和，再加入少量丙烯酰胺制得。在250mL反应瓶中，加入单体溶液、十二烷基磺酸钠，搅拌其混合均匀，同时通氮除氧20min，加入还原剂、乳化剂、溶剂和氧化剂。将体系升温至45℃，4h后结束聚合。升温达到一定的出水量后，停止反应。最后将反应液过滤烘干，得到粉末状产物（PAA-Na）。 [1]

用途

食品级聚丙烯酸钠
1、增稠剂。在食品中有如下功效：
（1）增强原料面粉中的蛋白质粘结力。
（2）使淀粉粒子相互结合，分散渗透至蛋白质的网状结构中。
（3）形成质地致密的面团，表面光滑而具有光泽。
（4）形成稳定的面团胶体，防止可溶性淀粉渗出。
（5）保水性强，使水分均匀保持于面团中，防止干燥。
（6）提高面团的延展性。
（7）使原料中的油脂成分稳定地分散至面团中。 [1]
2、作为电解质与蛋白质相互作用，改变蛋白质结构，增强食品的粘弹性，改善组织。
3、应用举例：
（1）面包、蛋糕、面条类、通心面、提高原材料利用率，改善口感和风味。用量0.05%。
（2）水产糜状制品、罐头食品、紫菜干等，强化组织，保持新鲜味，增强味感
（3）调味酱、番茄沙司、蛋黄酱、果酱、稀奶油、酱油，增稠剂及稳定剂。
（4）果汁、酒类等，分散剂。
（5）冰淇淋、卡拉蜜尔糖，改善味感及稳定性。
（6）冷冻食品、水产加工品，表面胶冻剂（保鲜）。
4、由于在水中溶解较慢，可预先与砂糖、粉末淀粉糖浆、乳化剂等混合，以提高溶解速度。
5、作糖液、盐水、饮料等的澄清剂（高分子凝聚剂）。
食品安全：。国外从上世纪六十年代就开始将聚丙烯酸钠用于多种食品的增稠、增筋和保鲜等, 是美国FDA、日本厚生省等批准使用的食品添加剂, 2000年中国卫生部也正式批准为食品级增稠剂。
使用限量：按照我国食品添加剂标准规定。
水处理剂——分散剂
水处理剂——分散剂：小相对分子质量的用于水处理，可在碱性和中浓缩倍数条件下运行而不结垢。PAAS能将碳酸钙、硫酸钙等盐类的微晶或泥沙分散于水中而不沉淀，从而达到阻垢目的。
PAAS是一种常用的分散剂，除了用于水处理，还广泛大量应用于造纸、纺织、印染行业做浆料分散剂，用于陶瓷工业做碳酸钙分散剂，用于涂料行业做颜料分散剂等。
工业聚丙烯酸钠
聚丙烯酸钠是成熟工业产品,有行业标准。标准号为：HG/T2838-2010。标准规定产品外观为无色至黄色液体，固含量大于等于30%。
高相对分子质量的用于絮凝剂。
水处理剂——絮凝剂
聚丙烯酸钠是一种线状、可溶性的高分子化合物，其分子链上的羧基由于静电相斥作用，使得曲绕的聚合物链伸展，促成具有吸附性的功能团外露到表面上来，由于这些活性点吸附在溶液中悬浮粒子上，形成粒子间的架桥，从而加速了悬浮粒子的沉降。作为絮凝剂的聚丙烯酸钠其相对分子质量可达几百万，其商品形态为黄色粘稠液体，固含量或达8%许，相应特性粘数η≥3.40。
聚丙烯酸钠絮凝剂是特别适用于烧碱和纯碱行业盐水精制、氧化铝生产的赤泥沉降分离、味精厂废水中蛋白质回收和制糖等行业的高分子材料。
造纸化学品
造纸化学品造纸涂料上作为分散剂。最合适的相对分子质量是2000-3000。商品形态一般是30%或42%固含量。粘度小于600mPa.s。外观无色透明至琥珀色液体。pH在6-9之间。
其他领域
水性涂料，起分散作用；
纺织印染助剂，起浆料分散作用；
陶瓷加工助剂，起分散作用；
洗涤剂中作为洗涤助剂，起分散作用；防污垢再沉积作用和增稠作用；
卫生巾，起吸水作用
水晶泥，起吸水作用
研究方向及展望
　　随着国民经济的飞速发展，水处理的必要性日益突出，絮凝技术是提高水处理效率的最常用技术之一。特别是作为絮凝剂的高相对分子质量聚丙烯酸钠，已经成为国内外科研人员竞相研究的课题。研究丙烯酸及其共聚单体的反相乳液聚合，首先应对乳化剂的选配、引发剂体系的选择及其用量、聚合温度及时间的确定等方面进行探讨，研究体系的中和度、共聚单体的种类和配比、单体总浓度、非极性溶剂的种类和混配等。应继续发展和完善现有的聚合方法和工艺条件，对各个聚合机理及聚合动力学进行深入研究，开发新的高效、合理的聚合引发体系，探讨高性能的缓聚剂，探索更有效的聚合方法（比如半连续聚合方法、微乳液聚合方法、反相微乳业聚合方法），研究如何提高相对分子质量以优化其性能，研究高固含量聚合和新技术在各聚合方法中的应用，研制高分子型的乳化剂，探索反相微乳液聚合方法，从而使聚丙烯酸钠从实验室研究向产业化、工业化进军。随着经济建设的蓬勃发展，科学技术的不断进步，对高分子水溶性的聚合物尤其聚丙烯酸类的产品性能要求会越来越高，其势必会有更广阔的发展前景。[2]

食品级

产品指标:

项目	指标
外观	白色粉末
固含量	≥96%
分子量	>3000万
残余单体	≤0.5%
硫酸盐（以SO4计）	≤0.5%
干燥失重	≤10%
灼烧残渣	≤76%
重金属（以Pb计）	≤0.002%
砷（以As2O3计）	≤0.0002%
低聚合物	≤5%

产品性质：本品系水溶性高分子化合物，具有极强的增稠保水功能，产品纯度高、性能极为稳定、无臭无味，久存不腐败，可广泛应用于面食类、加工食品和冷冻食品。本品是美国FDA、日本厚生省，中国卫生部批准使用的食品添加剂，对人体无害，易于保存和储藏，属非危险品。

产品性质

分子量：3000-5000万
黏度：2000-2500mPa.s(0.2%水溶液、25℃、2#转子、6rpm)
PH值：8-9（0.1%水溶液、25℃）
产品粒度：白色粉末
分子量大，并且是电解质，水溶液呈现很高的黏度。黏度约为CMC、海藻酸钠等的15-20倍。根据溶液的不同浓度及用醋酸等改变PH值，可以调整其水溶液的黏度。热稳定性强，200℃下几乎不分解水溶液和铁、钙、镁等二价金属离子结合，形成不溶于水的凝胶。与瓜儿豆胶等其他增稠剂复配使用，其水溶液的黏度会有大幅度的增加。因此，可用相对较少的添加量得到相同黏度的水溶液。
对食品的效用：
增强原料粉中的蛋白质黏结力。使淀粉粒子相互结合，分散到蛋白质的网状结构中。使原料（面团）形成致密光洁的表面。使原料（面团）成为稳定的胶质，因而避免了可溶性淀粉的渗出。保湿性很强，使原料中的水分分布均匀，防止干燥。增强了原料的延展性。使原料粉中的油脂成分均匀分布，保持其稳定性。

应用举例

（一）、食品制造业
面类：改善生面、干面、油炸面的口感，使其更加劲道。降低方便面等油炸食品加工中的吸油率，节约用油。面粉类制品（面包、蛋糕、饺子皮、汤圆等）：加强原料面粉中蛋白质的黏着性，使生面团的延展性更好，提高保湿性，减少冻裂，改善口感。粉丝、粉条、粉皮类：作以红薯、玉米、燕麦、马铃薯等为原料的粉丝、粉条、粉皮时，可提高产品的筋度，增耐煮性。肉丸、鱼丸、火腿肠：在制作鱼肉方便制品时，适量添加，可使产品风味更佳，口感更筋道。鱼肉糜状制品、罐头食品：肉制品、水产品糜状制品中可作表面胶冻剂，强化组织，保持新鲜口感味，增强口感。人造肉：用于制作人造肉，可提高蛋白质纤维的黏弹性和伸长度。冷冻行业：作为复配乳化剂和稳定剂的配料组分，可部分代替瓜尔豆胶、CMC等，起到增强效果，降低成本的作用。调味酱、果酱、奶油：在调味酱、番茄酱、果酱、奶油中作为增稠剂及稳定剂，可改善味感及口感，增加其粘度并长时间保持其形态。“冰衣”保鲜：聚丙烯酸钠溶液有优良的附着力，能封锁金属离子，在冷冻前处理可形成隔绝空气的“冰衣”，大大延长鱼、虾、肉等冷冻食品的保鲜期，保鲜效果显著。
（二）化妆品制造业聚丙烯酸钠在化妆品中起增稠、分散、悬浮、稳定等作用。它有利于化妆品的增稠、发泡、稳定、乳化、分散、粘合、成膜和保水等性能的发挥。
（三）牙膏制造业牙膏中添加聚丙烯酸钠能起到教明显的粘合、赋形功能，因聚丙烯酸钠的取代均匀性较好，故挤出来的牙膏显得亮滑、细腻，具有保温、固香、耐洗及耐高温等功效。
（四）烟草制造业聚丙烯酸钠能起到制作烟草薄片的粘结作用，对降低烟草成本有一定效果。另外，还可以用作卷烟纸的粘结剂。
（五）医药制造业聚丙烯酸钠在医药行业中可作为药浆增稠剂、稳定剂、和水剂及软膏类药物的基剂

使用方法

1、快速搅拌水，缓慢均匀地加入聚丙烯酸钠粉末（切勿一次大量加入，应将胶粉慢慢撒入称量好的水中，也不要将水倒入胶粉中，否则易生成胶团，难以溶解），搅拌10分钟，待颗粒溶胀悬浮后，静止2小时即可溶解。本品由于分子量极大，溶解浓度一般不超过2‰。
2、不同水质（软水、硬水）的水溶解同一个规格的聚丙烯酸钠，黏度相差很大。建议软水溶解为宜。
3、食盐浓度的影响：聚丙烯酸钠的黏度随食盐浓度的增大而减小。

安全术语

S26 In case of contact with eyes, rinse immediately with plenty of water and seek medical advice.
不慎与眼睛接触后，请立即用大量清水冲洗并征求医生意见。
S36 Wear suitable protective clothing.
穿戴适当的防护服。

风险术语

R36/37/38 Irritating to eyes, respiratory system and skin.
刺激眼睛、呼吸系统和皮肤。
R36 Irritating to eyes.
刺激眼睛。

聚丙烯酸钠