Mikä on diastoniakryyliamidi?

Johdanto diastoniakryyliamidiin

Diastoniakryyliamidi (DAAM) on orgaaninen yhdiste, jota käytetään laajasti teollisissa sovelluksissa, etenkin erilaisten polymeeripohjaisten materiaalien tuotannossa. Se on akryyliamidijohdannainen, joka sisältää sekä akryyliamiryhmän että kaksi asetoniryhmää, jotka luovat molekyylin spesifiset fysikaaliset ja kemialliset ominaisuudet. DAAM on saanut huomiota johtuen monipuolisuudestaan ​​polymeerien rakenteen modifioinnissa, vaikuttaen niiden mekaanisiin ominaisuuksiin että stabiilisuuteen.

Tämä yhdiste on erityisen kiinnostava edistyneen materiaalitieteen yhteydessä, etenkin superabsorbenttien polymeerien, pinnoitteiden, liimojen ja hydrogeelien synteesissä. Sen kemiallinen rakenne ja käyttäytyminen tekevät siitä elintärkeän välituotteen luomalla kopolymeerejä, joilla on räätälöityjä ominaisuuksia, jotka voivat olla kriittisiä erilaisille sovelluksille, mukaan lukien biolääketieteellinen tekniikka, maatalous ja vedenkäsittely.

Nyt tutkimme diasetoniakryyliamidin kemiallista rakennetta, sen synteesimenetelmiä, sen käyttöä ja sovelluksia sekä ympäristövaikutuksia ja turvallisuusnäkökohtia.

Kemiallinen rakenne ja ominaisuudet

Rakenne

Diastoniakryyliamidilla (C₇h₁₁no₂) on erottuva rakenne, joka erottaa sen muista akryyliamideista. Se on monomeeri, joka sisältää kaksi keskeistä funktionaalista ryhmää:

1. Akryyliamiryhmä (–CH = ch₂c (o) NH): Akryyliamidiryhmä on molekyylin määrittelevä piirre. Tämä ryhmä on erittäin reaktiivinen johtuen hiili-hiili-kaksoissidoksen ja viereisen karbonyyliryhmän välisestä konjugaatiosta, mikä tekee yhdisteestä sopivan polymerointireaktioihin.
2. Asetoniryhmät (–c (ch₃) ₂o): Kaksi asetoniryhmää on kiinnitetty akryyliamidiosan typpiatomiin. Nämä ryhmät tarjoavat steerisen esteen polymeroivan kohdan ympärillä, mikä vaikuttaa DAAM: n reaktiivisuuteen verrattuna muihin akryyliamidijohdannaisiin.

DAAM: n asetoniryhmät auttavat muuttamaan sen liukoisuutta, napaisuutta ja reaktiivisuutta. Yhdiste on tyypillisesti kirkas, väritön neste huoneenlämpötilassa, ja sen liukoisuus veteen on kohtalainen. DAAM on kuitenkin liukoisempi orgaanisiin liuottimiin, mukaan lukien alkoholit ja asetonit, mikä on merkittävä monissa teollisuusprosesseissa, joissa orgaanisia liuottimia käytetään reaktioväliaineina.

Keskeiset ominaisuudet

• Molekyylipaino: 141.17 g/mol
• Tiheys: Noin 1,04 g/cm³
• Kiehumispiste: 150-152 ° C (302-306 ° F)
• Sulamispiste: Na (neste huoneenlämpötilassa)
• Liukoisuus: Liukenevat veteen (tosin vähemmässä määrin), alkoholit ja asetoni
• Reaktiivisuus: DAAM: lla on tyypillinen akryyliamidireaktiivisuus, mikä sopii polymerointiin, erityisesti radikaaliin polymerointiin.

Funktionaalisten ryhmien ainutlaatuinen yhdistelmä DAAM: ssä vaikuttaa sen käyttäytymiseen polymerointireaktioissa, mikä johtaa polymeereihin, joilla on toivotut ominaisuudet, kuten tehostettu stabiilisuus ja silloituskyky.

Diasetoniakryyliamidin synteesi

Diasetoniakryyliamidi syntetisoidaan tyypillisesti reaktion kauttaakryyliamidijaasetonisopivan katalyytin läsnä ollessa. Yksi yleinen menetelmä käsittää vahvan emäksen tai happokatalyytin käytön akryyliamidin tiivistymisen edistämiseksi asetonin kanssa. Tämä menetelmä varmistaa, että molemmat asetoniryhmät ovat kiinnittyneitä typpiatomiin akryyliamidissa, jolloin tuotteena on diasetoniakryyliamidi.

Yleinen synteesireaktio:

$Akryyliamidi\; (c₃h₅no)\; +\; asetoni\; (c₃h₆o)\; \to \; katalyyttidiaketone\; akryyliamidi\; (c₇h₁₁no₂)\; \backslash \; teksti\; \{acryliamide\; (c₃h₅no)\}\; +\; \backslash \; teksti\; \{asetone\; (c₃h₆o)\}\; \backslash \; xrightRiROW\; \{\backslash \; teksti\; \{cayst\}\}\; \backslash \; text\; \{DiaceTone\; acryLAMIDE\; \{\; (C₇h₁₁no₂)\}$

Käytännössä reaktio suoritetaan kontrolloiduissa olosuhteissa sen varmistamiseksi, että reaktio etenee tasaisesti välttäen ei -toivottuja sivureaktioita. Jotkut synteesimenetelmät käyttävät myös liuottimia reagenssien liuottamiseen ja reaktion tehokkuuden parantamiseen. Lievää lämpötila -aluetta käytetään usein herkkien komponenttien hajoamisen estämiseksi reaktion aikana.

Vaihtoehtoiset menetelmät

• Vapaan radikaali polymerointi: Diastoniakryyliamidi voidaan syntetisoida myös vapaan radikaalin polymeroinnin avulla, missä se toimii monomeerinä, joka reagoi muiden monomeerien kanssa kopolymeerien muodostamiseksi.
• Mikroaaltouuni-avusteinen synteesi: Nykyaikaiset menetelmät hyödyntävät usein mikroaaltosäteilytystä reaktion nopeuttamiseksi ja DAAM: n saannon parantamiseksi.
• Entsymaattinen synteesi: Entsymaattisten katalyyttien käyttämiseksi reaktion hallitsemiseksi tarkemmin ja vähentää myös ankarien kemikaalien tarvetta.

Diastoniakryyliamidin sovellukset

Diastoniakryyliamidilla on merkittävä rooli monissa teollisuussovelluksissa johtuen sen kyvystä muodostaa polymeerejä, joilla on modifioituja ominaisuuksia. Alla on joitain avainalueita, joilla DAAM: ää käytetään yleisesti:

1. Polymerointi ja kopolymerointi

DAAM: ta käytetään laajasti monomeerinä synteesissäkopolymeerit. Polymeroituna DAAM muodostaa silloittuja rakenteita, jotka ovat hyödyllisiä tuottamisessaSuperabsorbent -polymeerit (SAP), hydrogeelit ja muut edistyneet polymeerimateriaalit. Kahden asetoniryhmän läsnäolo DAAM: ssä antaa ainutlaatuisia ominaisuuksia, kuten lisääntynyt hydrofobisuus, parantunut lämpöstabiilisuus ja parantunut silloitus.

Näitä polymeerejä käytetään usein sovelluksissa, kuten:

• Vedenkäsittely: DAAM-pohjaisia ​​polymeerejä käytetään luomaan flokkulantteja ja absorbointeja vedenpuhdistusprosesseihin.
• Maataloussovellus: DAAM: lla tuotettuja polymeerejä käytetään kontrolloiduissa vapautumislannoitteissa ja maaperän hoitoaineissa.
• Lääketieteelliset sovellukset: DAAM-johdettuja polymeerejä käytetään hydrogeelien valmistukseen hallittuihin lääkkeiden jakelujärjestelmiin ja haavasidoksiin niiden biologisen yhteensopivuuden ja vedenpidätysominaisuuksien vuoksi.

2. Liimat ja pinnoitteet

Diasetoniakryyliamidin käyttö liimissä ja pinnoitteissa on laajalle levinnyt, etenkin teollisuudenaloilla, jotka vaativat materiaaleja, joilla on korkea tarttuvuuslujuus ja kestävyys. Kun kopolymeroivat muiden monomeerien kanssa, DAAM myötävaikuttaa kovien, joustavien ja ympäristön hajoamisen kestävien kalvojen muodostumiseen. Tämä tekee DAAM-pitoisista polymeereistä, jotka ovat ihanteellisia:

• Suojapinnoitteet: DAAM-pohjaisia ​​pinnoitteita voidaan käyttää metalleihin, muoveihin ja tekstiileihin kestävyyden ja ympäristöstressin kestävyyden parantamiseksi.
• Akryyliliimat: DAAM: n polymerointi muiden monomeerien läsnä ollessa muodostaa liimakalvoja, jotka voivat sitoutua moniin substraatteihin, mikä tekee niistä hyödyllisiä pakkauksissa, rakentamisessa ja autoteollisuudessa.

3. Hydrogeelit

DAAM on erityisen arvokas luomisessahydrogeelit, jotka ovat polymeerien kolmiulotteisia verkkoja, jotka voivat absorboida suuria määriä vettä. Näitä hydrogeelejä käytetään monilla aloilla, mukaan lukien:

• Lääketieteelliset sovellukset: DAAM: sta valmistettuja hydrogeelejä käytetään lääkkeiden jakelujärjestelmissä, haavan paranemisessa, kudostekniikassa ja rakennustelineinä solujen kasvulle.
• Maatalous: Hydrogeelejä voidaan käyttää vedenpidätyksen parantamiseen maaperässä, etenkin kuivilla alueilla.

4. Superabsorbent -polymeerit (SAP)

Yksi diastoniakryyliamidin merkittävimmistä sovelluksista on tuotannossasuperAbsorbenttipolymeerit, joka voi absorboida ja pitää suuria määriä vettä tai vesipitoisia nesteitä suhteessa omaan massaan. Nämä materiaalit ovat kriittisiä tuotteissa, kuten vaipat, naispuoliset hygieniatuotteet ja aikuisten inkontinenssituotteet.

DAAM-pohjaisten superabsorbenttien polymeerien korkea absorboiva kapasiteetti johtuu DAAM: n kyvystä muodostaa erittäin silloitettuja verkkoja, jotka vangitsevat vesimolekyylejä.

Ympäristö- ja turvallisuusnäkökohdat

Vaikka diastoniakryyliamidilla on erilaisia ​​teollisia sovelluksia, sen ympäristövaikutuksia ja turvallisuusprofiilia on otettava huomioon huolellisesti.

1. Myrkyllisyys

Kuten monet orgaaniset kemikaalit, DAAM on potentiaalisesti vaarallinen, jos sitä ei käsitellä kunnolla. Altistuminen DAAM -höyryjen korkeille pitoisuuksille tai kosketus ihon kanssa voi aiheuttaa ärsytystä. On tärkeää käyttää asianmukaisia ​​suojalaitteita, kuten käsineitä ja suojalaseja, kun DAAM käsittelee teollisuus- tai laboratorioympäristössä.

DAAM: n hengittäminen tai nauttiminen voi myös olla haitallista. On välttämätöntä noudattaa turvallisuusohjeita ja sääntelystandardeja altistumisriskin minimoimiseksi.

2. Ympäristövaikutukset

Koska DAAM-pohjaiset polymeerit kasvavat erilaisissa sovelluksissa, näiden materiaalien pysyvyydestä ja biohajottavuudesta on yhä enemmän huolta. DAAM: sta johdetut polymeerit eivät välttämättä hajota ympäristössä helposti, mikä mahdollisesti edistää muovin pilaantumista, jos niitä ei hävitetä asianmukaisesti. Siksi tutkijat tutkivat aktiivisesti menetelmiä DAAM-pohjaisten polymeerien biohajottavuuden parantamiseksi ja kestävämpien vaihtoehtojen kehittämiseksi.

3. Jätteiden hävittäminen

Ympäristön saastumisen estämiseksi on noudatettava asianmukaisia ​​hävitysmenetelmiä. DAAM, kuten monet kemikaalit, ei pidä vapauttaa luonnollisiin vesilähteisiin tai kaatopaikkoihin ilman hoitoa. Kierrätys- ja jätehuoltoprosessit voivat auttaa lieventämään ympäristövaikutuksia.

Diasetoniakryyliamidi on tärkeä yhdiste polymeeritieteen ja materiaalitekniikan alalla. Sen ainutlaatuinen kemiallinen rakenne mahdollistaa sen käytön monissa sovelluksissa, superabsorbenttisten polymeerien kanssa liimojen, pinnoitteiden ja hydrogeeleihin. Kyky hallita sen polymerointia ja muuttaa sen ominaisuuksia tekee siitä monipuolisen monomeerin teollisuusprosesseille.

Monista eduistaan ​​huolimatta DAAM: n käyttöä on hallittava huolellisesti minimoimaan sen mahdolliset ympäristövaikutukset ja toksisuus. Jatkuva tutkimus kestävämpiä ja biohajoavia polymeerejä on välttämätöntä DAAM: n tulevaisuudelle teollisissa sovelluksissa.

Edistyneempien, funktionaalisten materiaalien kysynnän kasvaessa diasetoniakryyliamidin odotetaan pysyvän tärkeänä rakennuspalikana monille nouseville tekniikoille aloilla, kuten lääketiede, vedenkäsittely ja maatalous.

TDS DAAM MSDS (DAAM)