Diacetone acrylamide là gì?

Giới thiệu về diacetone acrylamide

Diacetone acrylamide (DAAM) là một hợp chất hữu cơ được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng công nghiệp, đặc biệt là trong việc sản xuất các vật liệu dựa trên polymer khác nhau. Đây là một dẫn xuất acrylamide, chứa cả một nhóm acrylamide và hai nhóm acetone truyền đạt các tính chất vật lý và hóa học cụ thể cho phân tử. Daam đã thu hút sự chú ý do tính linh hoạt của nó trong việc sửa đổi cấu trúc của các polyme, ảnh hưởng đến cả tính chất cơ học và tính ổn định của chúng.

Hợp chất này được đặc biệt quan tâm trong bối cảnh khoa học vật liệu tiên tiến, đặc biệt là trong quá trình tổng hợp các polyme, lớp phủ, chất kết dính và hydrogel. Cấu trúc và hành vi hóa học của nó làm cho nó trở thành một trung gian quan trọng trong việc tạo ra các copolyme với các đặc tính phù hợp, có thể rất quan trọng cho các ứng dụng khác nhau, bao gồm kỹ thuật y sinh, nông nghiệp và xử lý nước.

Bây giờ, chúng tôi sẽ khám phá cấu trúc hóa học của diacetone acrylamide, các phương pháp tổng hợp của nó, sử dụng và ứng dụng của nó, cũng như tác động môi trường và xem xét an toàn của nó.

Cấu trúc và tính chất hóa học

Kết cấu

Diacetone acrylamide (C₇H₁₁no₂) có cấu trúc đặc biệt làm cho nó khác biệt với các acrylamides khác. Nó là một monome chứa hai nhóm chức năng chính:

1. Nhóm acrylamide (Hàng = ch₂c (o) NH): Nhóm acrylamide là tính năng xác định của phân tử. Nhóm này có khả năng phản ứng cao do sự liên hợp giữa liên kết đôi carbon-carbon và nhóm carbonyl liền kề, làm cho hợp chất phù hợp cho các phản ứng trùng hợp.
2. Các nhóm acetone (: Hai nhóm acetone được gắn vào nguyên tử nitơ của nửa acrylamide. Các nhóm này cung cấp cản trở không gian xung quanh vị trí trùng hợp, ảnh hưởng đến khả năng phản ứng của DAAM so với các dẫn xuất acrylamide khác.

Các nhóm acetone trong DAAM giúp sửa đổi độ hòa tan, phân cực và phản ứng của nó. Hợp chất thường là một chất lỏng rõ ràng, không màu ở nhiệt độ phòng và độ hòa tan trong nước vừa phải. Tuy nhiên, DAAM hòa tan hơn trong các dung môi hữu cơ, bao gồm rượu và acetone, điều này có ý nghĩa trong nhiều quy trình công nghiệp trong đó các dung môi hữu cơ được sử dụng làm phương tiện phản ứng.

Thuộc tính chính

• Trọng lượng phân tử: 141,17 g/mol
• Tỉ trọng: Khoảng 1,04 g/cm³
• Điểm sôi: 150-152 ° C (302-306 ° F)
• Điểm nóng chảy: NA (chất lỏng ở nhiệt độ phòng)
• Độ hòa tan: Hòa tan trong nước (mặc dù ở mức độ thấp hơn), rượu và acetone
• Phản ứng: DAAM thể hiện phản ứng acrylamide điển hình, làm cho nó phù hợp để trùng hợp, đặc biệt là trùng hợp triệt để.

Sự kết hợp độc đáo của các nhóm chức năng trong DAAM ảnh hưởng đến hành vi của nó trong các phản ứng trùng hợp, dẫn đến các polyme với các đặc tính mong muốn như tăng cường độ ổn định và khả năng liên kết chéo.

Tổng hợp diacetone acrylamide

Diacetone acrylamide thường được tổng hợp thông qua phản ứng củaAcrylamideVàacetonevới sự hiện diện của một chất xúc tác phù hợp. Một phương pháp phổ biến liên quan đến việc sử dụng chất xúc tác cơ sở hoặc axit mạnh để thúc đẩy sự ngưng tụ acrylamide với acetone. Phương pháp này đảm bảo rằng cả hai nhóm acetone đều được gắn vào nguyên tử nitơ trong acrylamide, mang lại diacetone acrylamide làm sản phẩm.

Phản ứng tổng hợp chung:

$(C₃HHNO)\; +\; acetOne\; (c₃hHO)\; \to \; catalystDiacetOne\; acrylamide\; (c₇hHnO₂)\; \backslash \; text\; \{acrylamide\; (c₃h\; (C₇h₁₁no₂)\}$

Trong thực tế, phản ứng được thực hiện trong các điều kiện được kiểm soát để đảm bảo rằng phản ứng tiến hành trơn tru, tránh các phản ứng phụ không mong muốn. Một số phương pháp tổng hợp cũng sử dụng dung môi để giúp hòa tan các chất phản ứng và cải thiện hiệu quả của phản ứng. Một phạm vi nhiệt độ nhẹ thường được sử dụng để ngăn chặn sự phân hủy của các thành phần nhạy cảm trong quá trình phản ứng.

Phương pháp thay thế

• Phản ứng trùng hợp gốc tự do: Diacetone acrylamide cũng có thể được tổng hợp thông qua trùng hợp gốc tự do, trong đó nó phục vụ như một monome phản ứng với các monome khác để tạo thành copolyme.
• Tổng hợp hỗ trợ lò vi sóng: Các phương pháp hiện đại thường sử dụng chiếu xạ vi sóng để tăng tốc phản ứng và cải thiện năng suất của DAAM.
• Tổng hợp enzyme: Cũng có những nỗ lực thử nghiệm để sử dụng các chất xúc tác enzyme để kiểm soát phản ứng chính xác hơn và giảm nhu cầu về hóa chất khắc nghiệt.

Các ứng dụng của diacetone acrylamide

Diacetone acrylamide đóng một vai trò quan trọng trong một loạt các ứng dụng công nghiệp, do khả năng hình thành các polyme với các đặc tính đã sửa đổi. Dưới đây là một số khu vực chính mà DAAM thường được sử dụng:

1. Phản ứng trùng hợp và copolyme hóa

Daam được sử dụng rộng rãi như một monome trong quá trình tổng hợpcopolyme. Khi trùng hợp, DAAM tạo thành các cấu trúc liên kết chéo, hữu ích trong việc sản xuấtpolyme siêu hấp thụ (SAPS), hydrogel, và các vật liệu polymer tiên tiến khác. Sự hiện diện của hai nhóm acetone trong DAAM truyền đạt các đặc tính duy nhất, chẳng hạn như tăng tính kỵ nước, cải thiện độ ổn định nhiệt và liên kết ngang tăng cường.

Các polyme này thường được sử dụng trong các ứng dụng như:

• Xử lý nước: Các polyme dựa trên DAAM được sử dụng để tạo ra chất keo tụ và chất hấp thụ cho các quá trình tinh chế nước.
• Ứng dụng nông nghiệp: Polyme được sản xuất với DAAM được sử dụng trong phân bón giải phóng có kiểm soát và điều hòa đất.
• Ứng dụng y sinh: Các polyme có nguồn gốc DAAM được sử dụng để chế tạo hydrogel cho các hệ thống phân phối thuốc được kiểm soát và băng vết thương do tính tương thích sinh học và đặc tính giữ nước của chúng.

2. Chất kết dính và lớp phủ

Việc sử dụng diacetone acrylamide trong chất kết dính và lớp phủ là phổ biến, đặc biệt là trong các ngành công nghiệp đòi hỏi các vật liệu có độ bền và độ bền bám dính cao. Khi copolyme hóa với các monome khác, DAAM góp phần hình thành các bộ phim khó khăn, đàn hồi và chống suy thoái môi trường. Điều này làm cho các polyme chứa DAAM trở nên lý tưởng cho:

• Lớp phủ bảo vệ: Lớp phủ dựa trên DAAM có thể được sử dụng trên kim loại, nhựa và hàng dệt để tăng cường độ bền và khả năng chống căng thẳng môi trường.
• Chất kết dính acrylic: Sự trùng hợp của DAAM với sự có mặt của các monome khác tạo thành các màng kết dính có thể liên kết với nhiều loại chất nền, làm cho chúng hữu ích trong bao bì, xây dựng và các ngành công nghiệp ô tô.

3. Hydrogel

Daam đặc biệt có giá trị trong việc tạo rahydrogel, là mạng lưới ba chiều của các polyme có thể hấp thụ một lượng lớn nước. Những hydrogel này được sử dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau, bao gồm:

• Ứng dụng y sinh: Hydrogel được làm từ DAAM được sử dụng trong các hệ thống phân phối thuốc, chữa lành vết thương, kỹ thuật mô và làm giàn giáo cho sự phát triển của tế bào.
• Nông nghiệp: Hydrogels có thể được sử dụng để cải thiện khả năng giữ nước trong đất, đặc biệt là ở các vùng khô cằn.

4. Polyme siêu hấp thụ (SAPS)

Một trong những ứng dụng đáng chú ý nhất của diacetone acrylamide là trong việc sản xuấtpolyme siêu hấp thụ, có thể hấp thụ và giữ lại một lượng lớn nước hoặc chất lỏng nước so với khối lượng của chính họ. Những vật liệu này rất quan trọng trong các sản phẩm như tã, các sản phẩm vệ sinh nữ tính và các sản phẩm không kiểm soát người lớn.

Khả năng hấp thụ cao của các polyme siêu hấp thụ dựa trên DAAM được quy cho khả năng của DAAM tạo thành các mạng liên kết chéo cao mà bẫy các phân tử nước.

Cân nhắc về môi trường và an toàn

Trong khi diacetone acrylamide có nhiều ứng dụng công nghiệp, thì tác động môi trường và hồ sơ an toàn của nó cần được xem xét cẩn thận.

1. Độc tính

Giống như nhiều hóa chất hữu cơ, DAAM có khả năng nguy hiểm nếu không được xử lý đúng cách. Tiếp xúc với nồng độ cao của hơi DAAM hoặc tiếp xúc với da có thể gây kích ứng. Điều quan trọng là sử dụng các thiết bị bảo vệ thích hợp, chẳng hạn như găng tay và kính bảo hộ, khi xử lý DAAM trong môi trường công nghiệp hoặc phòng thí nghiệm.

Hít phải hoặc ăn DAAM cũng có thể gây hại. Điều cần thiết là phải tuân theo các hướng dẫn an toàn và các tiêu chuẩn quy định để giảm thiểu nguy cơ phơi nhiễm.

2. Tác động môi trường

Do việc sử dụng các polyme dựa trên DAAM ngày càng tăng trong các ứng dụng khác nhau, ngày càng có nhiều lo ngại về sự kiên trì và khả năng phân hủy sinh học của các vật liệu này. Các polyme có nguồn gốc từ DAAM có thể không dễ bị suy giảm trong môi trường, có khả năng góp phần gây ô nhiễm nhựa nếu không được xử lý đúng cách. Do đó, các nhà nghiên cứu đang tích cực khám phá các phương pháp để cải thiện khả năng phân hủy sinh học của các polyme dựa trên DAAM và để phát triển các lựa chọn thay thế bền vững hơn.

3. Xử lý chất thải

Phương pháp xử lý thích hợp phải được tuân thủ để ngăn ngừa ô nhiễm môi trường. Daam, giống như nhiều hóa chất, không nên được giải phóng vào các nguồn nước tự nhiên hoặc bãi rác mà không cần xử lý. Các quy trình tái chế và quản lý chất thải có thể giúp giảm thiểu tác động môi trường.

Diacetone acrylamide là một hợp chất quan trọng trong lĩnh vực khoa học polymer và kỹ thuật vật liệu. Cấu trúc hóa học độc đáo của nó cho phép nó được sử dụng trong một loạt các ứng dụng, từ các polyme siêu hấp thụ đến chất kết dính, lớp phủ và hydrogel. Khả năng kiểm soát sự trùng hợp của nó và thay đổi tính chất của nó làm cho nó trở thành một monome đa năng cho các quy trình công nghiệp.

Mặc dù có nhiều lợi thế, việc sử dụng DAAM phải được quản lý cẩn thận để giảm thiểu tác động và độc tính môi trường tiềm năng của nó. Tiếp tục nghiên cứu về các polyme bền vững và phân hủy sinh học hơn là điều cần thiết cho tương lai của DAAM trong các ứng dụng công nghiệp.

Khi nhu cầu về tiên tiến hơn, các vật liệu chức năng phát triển, diacetone acrylamide dự kiến ​​sẽ vẫn là một khối xây dựng quan trọng đối với nhiều công nghệ mới nổi trong các lĩnh vực như y học, xử lý nước và nông nghiệp.

TDS daam MSDS (DAAM)