Што такое дыяцэтон акрыламід?

Уводзіны ў дыяцэтон акрыламід

Дыяцэтон акрыламід (DAAM)-гэта арганічнае злучэнне, якое шырока выкарыстоўваецца ў прамысловых дадатках, асабліва ў вытворчасці розных палімерных матэрыялаў. Гэта вытворнае акрыламіду, які змяшчае як акрыламідную групу, так і дзве групы ацэтону, якія перадаюць малекулу пэўныя фізічныя і хімічныя ўласцівасці. Даам прыцягнуў увагу дзякуючы сваёй універсальнасці ў мадыфікацыі структуры палімераў, уплываючы на ​​іх механічныя ўласцівасці, і стабільнасць.

Гэта злучэнне ўяўляе асаблівую цікавасць у кантэксце прасунутых матэрыялаў навукі, асабліва ў сінтэзе супербсорбентных палімераў, пакрыццяў, клеяў і гідрагеляў. Яго хімічная структура і паводзіны робяць яго жыццёва важным прамежкам у стварэнні супалімераў з індывідуальнымі ўласцівасцямі, што можа мець вырашальнае значэнне для розных прымянення, у тым ліку біямедыцынскай тэхнікі, сельскай гаспадаркі і вады.

Цяпер мы вывучым хімічную структуру акрыламіду дыяцэтону, яго метадаў сінтэзу, яго ўжывання і прымянення, а таксама яго ўздзеяння на навакольнае асяроддзе і меркавання бяспекі.

Хімічная структура і ўласцівасці

Структура

Дыяцэтон акрыламід (C₇h₁₁no₂) мае адметную структуру, якая адрознівае яе ад іншых акрыламідаў. Гэта манамер, які змяшчае дзве ключавыя функцыянальныя групы:

1. Група акрыламіду (–ch = ch₂c (o) nh): Група акрыламіду - гэта вызначальная асаблівасць малекулы. Гэтая група вельмі рэактыўная з-за кан'югацыі паміж падвойнай сувяззю вугляроду і сумежнай карбонільнай групай, што робіць злучэнне прыдатным для рэакцый палімерызацыі.
2. Групы ацэтону (–C (CH₃) ₂O): Дзве групы ацэтону прымацоўваюцца да атома азоту акрыламіднай часткі. Гэтыя групы забяспечваюць стэрычную перашкоду вакол палімерызацыі, якія ўплываюць на рэакцыйную здольнасць DAAM у параўнанні з іншымі вытворнымі акрыламідамі.

Групы ацэтону ў Дааме дапамагаюць змяніць яго растваральнасць, палярнасць і рэактыўнасць. Звычайна злучэнне з'яўляецца празрыстай, бясколернай вадкасцю пры пакаёвай тэмпературы, а яго растваральнасць у вадзе ўмераная. Аднак DAAM больш раствараецца ў арганічных растваральніках, уключаючы спірты і ацэтон, што важна ў многіх прамысловых працэсах, дзе арганічныя растваральнікі выкарыстоўваюцца ў якасці рэакцыйных асяроддзяў.

Ключавыя ўласцівасці

• Малекулярная маса: 141,17 г/моль
• Шчыльнасць: Прыблізна 1,04 г/см³
• Тэмпература кіпення: 150-152 ° C (302-306 ° F)
• Тэмпература раставання: NA (вадкасць пры пакаёвай тэмпературы)
• Растваральнасць: Раствараецца ў вадзе (хаця і ў меншай ступені), спірты і ацэтон
• Рэактыўнасць: Даам праяўляе тыповую акрыламідную рэактыўнасць, што робіць яе прыдатнай для палімерызацыі, асабліва радыкальнай палімерызацыі.

Унікальнае спалучэнне функцыянальных груп у DAAM ўплывае на яго паводзіны ў рэакцыях палімерызацыі, што прыводзіць да палімераў з жаданымі ўласцівасцямі, такімі як павышаная стабільнасць і магчымасці сшывання.

Сінтэз акрыламіду дыяцэтону

Дыяцэтон акрыламід звычайна сінтэзуецца праз рэакцыюакрыламідіацэтонпры наяўнасці падыходнага каталізатара. Адзін з распаўсюджаных метадаў прадугледжвае выкарыстанне моцнага базавага або кіслотнага каталізатара для прасоўвання кандэнсацыі акрыламіду з ацэтонам. Гэты метад гарантуе, што абедзве групы ацэтону прымацаваны да атома азоту ў акрыламідзе, даючы акрыламіду дыяцэтону ў якасці прадукту.

Агульная рэакцыя сінтэзу:

$Acrylamide\; (c₃h₅no)\; +\; ацетон\; (c₃h₆o)\; \to \; Catalystdiacetone\; acrylamide\; (c₇h₁₁no₂)\; \backslash \; тэкст\; \{acrylamide\; (c₃h₅no)\}\; +\; \backslash \; text\; \{Acetone\; (c₃h₆o)\}\; \backslash \; xrightarrow\; \{text\; \{text\}\}\}\; text\; actone\; acrycet\; acrytam\; acrylamid\; (C₇h₁₁no₂)\}$

На практыцы рэакцыя ажыццяўляецца ў кантраляваных умовах, каб гарантаваць, што рэакцыя працягваецца бесперашкодна, пазбягаючы непажаданых пабочных рэакцый. Некаторыя метады сінтэзу таксама выкарыстоўваюць растваральнікі, якія дапамагаюць растварыць рэактывы і павысіць эфектыўнасць рэакцыі. Часта выкарыстоўваецца лёгкі дыяпазон тэмператур для прадухілення раскладання адчувальных кампанентаў падчас рэакцыі.

Альтэрнатыўныя метады

• Свабодная радыкальная палімерызацыя: Дыяцэтон акрыламід таксама можа быць сінтэзаваны праз палімерызацыю свабоднага радыкала, дзе ён служыць манамерам, які рэагуе з іншымі манамерамі, утвараючы супалімеры.
• Мікрахвалевы сінтэз: Сучасныя метады часта выкарыстоўваюць мікрахвалевае апрамяненне, каб паскорыць рэакцыю і палепшыць выхад DAAM.
• Ферментатыўны сінтэз: Існуюць таксама эксперыментальныя намаганні па выкарыстанні ферментатыўных каталізатараў для больш дакладна кантролю рэакцыі і зніжэння патрэбы ў рэзкіх хімічных рэчывах.

Прымяненне дыяцэтону акрыламіду

Дыяцэтон акрыламід гуляе важную ролю ў розных прамысловых ужываннях, дзякуючы здольнасці ўтвараць палімеры з мадыфікаванымі ўласцівасцямі. Ніжэй прыведзены некаторыя ключавыя вобласці, дзе звычайна выкарыстоўваецца DAAM:

1. Полімерызацыя і супалімерызацыя

Даам шырока выкарыстоўваецца ў якасці манамера ў сінтэзесупалімеры. Пры палімерызацыі Даам утварае сшытыя структуры, карысныя пры вытворчасціSuperabsorbent палімеры (saps), Гідрагелі і іншыя сучасныя палімерныя матэрыялы. Наяўнасць дзвюх груп ацэтону ў DAAM надае унікальныя ўласцівасці, такія як падвышаная гідрафобнасць, паляпшэнне цеплавой устойлівасці і ўзмоцненае сшыванне.

Гэтыя палімеры часта выкарыстоўваюцца ў такіх прыкладаннях, як:

• Лячэнне вады: Палімеры на аснове Даама выкарыстоўваюцца для стварэння флокулянтаў і паглынанняў для працэсаў ачысткі вады.
• Сельскагаспадарчыя прыкладанні: Палімеры, якія вырабляюцца з DAAM, выкарыстоўваюцца ў угнаеннях з кантраляваным выпускам і кандыцыянерам глебы.
• Біямедыцынскія прыкладанні: Палімеры, атрыманыя DAAM, выкарыстоўваюцца для вырабу гідрагеляў для кантраляваных сістэм дастаўкі лекаў і раневых павязкаў з-за іх біясумяшчальнасці і ўласцівасцей утрымання вады.

2. Клеі і пакрыцці

Выкарыстанне акрыламіду дыяцэтону ў клеях і пакрыццях шырока распаўсюджана, асабліва ў галінах, якія патрабуюць матэрыялаў з высокай трываласцю адгезіі і даўгавечнасці. Калі супалімерызаваны з іншымі манамерамі, Даам спрыяе фарміраванню цвёрдых, эластычных і ўстойлівых да дэградацыі навакольнага асяроддзя. Гэта робіць палімеры, якія змяшчаюць Даам, ідэальна падыходзіць для:

• Ахоўныя пакрыцці: Пакрыцці на аснове Даама можна выкарыстоўваць на металах, пластыцы і тэкстылі для павышэння трываласці і ўстойлівасці да экалагічнага стрэсу.
• Акрылавыя клеі: Палімерызацыя DAAM пры наяўнасці іншых манамераў утварае клеевыя плёнкі, якія могуць звязацца з рознымі субстратамі, што робіць іх карыснымі ў упакоўцы, будаўніцтве і аўтамабільнай прамысловасці.

3. Гідрагелі

Даам асабліва каштоўны ў стварэннігідрагелі, якія ўяўляюць сабой трохмерныя сеткі палімераў, якія могуць паглынаць вялікую колькасць вады. Гэтыя гідрагелі выкарыстоўваюцца ў розных галінах, у тым ліку:

• Біямедыцынскія прыкладанні: Гідрагелі, вырабленыя з DAAM, выкарыстоўваюцца ў сістэмах дастаўкі наркотыкаў, гаенні ран, тканкавай інжынерыі і ў якасці лясоў для росту клетак.
• Сельская гаспадарка: Гідрагелі могуць быць выкарыстаны для паляпшэння ўтрымання вады ў глебе, асабліва ў засушлівых рэгіёнах.

4. Superabsorbent палімеры (saps)

Адзін з самых прыкметных прыкладанняў дыяцэтону акрыламіду - гэта вытворчасцьSuperabsorbent палімеры, які можа паглынаць і ўтрымліваць вялікую колькасць вады або водных вадкасцяў адносна ўласнай масы. Гэтыя матэрыялы маюць вырашальнае значэнне ў такіх прадуктах, як падгузнікі, жаночая гігіенічная прадукцыя і прадукты нетрымання дарослых.

Высокая паглынальная ёмістасць палімераў на аснове Даама прыпісваецца здольнасцю DAAM ўтвараць высока звязаныя сеткі, якія трапляюць у малекулы вады.

Меркаванні па навакольным асяроддзі і бяспецы

У той час як дыяцэтон акрыламід мае мноства прамысловых прымянення, яго ўздзеянне на навакольнае асяроддзе і профіль бяспекі трэба ўважліва разглядаць.

1. Таксічнасць

Як і многія арганічныя хімічныя рэчывы, DAAM патэнцыйна небяспечны пры правільным абыходжанні з належным чынам. Уздзеянне высокіх канцэнтрацый пароў DAAM або кантакту са скурай можа выклікаць раздражненне. Важна выкарыстоўваць адпаведнае ахоўнае абсталяванне, напрыклад, пальчаткі і акуляры, пры апрацоўцы DAAM у прамысловых або лабараторных умовах.

Удыханне або прыём у паступленне DAAM таксама можа нанесці шкоду. Важна выконваць рэкамендацыі па бяспецы і нарматыўныя стандарты, каб мінімізаваць рызыку ўздзеяння.

2. Уплыў на навакольнае асяроддзе

З-за павелічэння выкарыстання палімераў на аснове Даама ў розных дадатках расце занепакоенасць устойлівасцю і біяраскладальнасці гэтых матэрыялаў. Палімеры, атрыманыя з DAAM, могуць не дэградаваць у навакольным асяроддзі, што патэнцыйна спрыяе забруджванню пластыка, калі не ўключыць належным чынам. Такім чынам, даследчыкі актыўна вывучаюць метады паляпшэння біяраскладальнасці палімераў на аснове Даама і развіцця больш устойлівых альтэрнатыў.

3. Адходы

Для прадухілення забруджвання навакольнага асяроддзя неабходна выконваць правільныя метады ўтылізацыі. Даам, як і многія хімічныя рэчывы, нельга выпускаць у натуральныя крыніцы вады і палігоны без лячэння. Працэсы перапрацоўкі і абыходжання з адходамі могуць дапамагчы змякчыць уздзеянне на навакольнае асяроддзе.

Дыяцэтон акрыламід з'яўляецца важным злучэннем у галіне палімернай навукі і матэрыяльнай інжынерыі. Яго унікальная хімічная структура дазваляе выкарыстоўваць яе ў шырокім дыяпазоне прыкладанняў: ад супербсорбентных палімераў да клеяў, пакрыццяў і гідрагеляў. Магчымасць кантраляваць яго палімерызацыю і змяніць свае ўласцівасці робіць яго універсальным манамерам для прамысловых працэсаў.

Нягледзячы на ​​свае шматлікія перавагі, выкарыстанне DAAM павінна быць старанна ўдаецца, каб мінімізаваць яго патэнцыяльнае ўздзеянне на навакольнае асяроддзе і таксічнасць. Пастаяннае даследаванне больш устойлівых і біяраскладальных палімераў мае важнае значэнне для будучыні Даама ў прамысловых дадатках.

Па меры таго, як попыт на больш прасунутыя, функцыянальныя матэрыялы расце, акрыламід дыяцэтон застанецца важным будаўнічым блокам для многіх новых тэхналогій у такіх галінах, як лекі, ачыстка вады і сельская гаспадарка.

TDS Daam MSDS (DAAM)