聚丙烯酸鈉的相對分子質量可從幾十萬到上千萬，可作為分散劑、增稠劑、絮凝劑和保濕劑等，廣泛用于陶瓷、食品、紡織、造紙、水處理和石油化工等領域。丙烯酸鈉是合成聚丙烯酸鈉的單體，丙烯酸鈉也是許多功能高分子材料改性的原料。

丙烯酸鈉的制備

在攪拌條件下，用氫氧化鈉溶液中和丙烯酸，控制反應溫度在24-43℃之間，使最終pH值為7-8。制得的丙烯酸鈉鹽水溶液在減壓及真空條件下進行干燥，最終可得粉末狀丙烯酸鈉鹽。^[1]

聚丙烯酸鈉的合成及應用^[2]

合成方式主要有本體聚合、溶液聚合、懸浮聚合及乳液聚合，聚合過程實質上均為自由基聚合。在聚丙烯酸鈉反相乳液聚合中，聚合物單體均勻地形成了無數個小的聚合反應器，彼此孤立、穩(wěn)定地分散在乳液中，較其他聚合方式具有產率較高、產品速溶等優(yōu)點，具有廣闊的工業(yè)應用前景。

低相對分子質量聚丙烯酸鈉的合成目前使用

聚丙烯酸鈉根據相對分子質量大小的差異而具有不同的用途，可分為低相對分子質量聚丙烯酸鈉(約1000~5000)，主要起分散作用；中相對分子質量(約10⁴~10⁶)，主要起增稠作用；高相對分子質量(約10⁶~10⁷)，主要起絮凝作用。

低相對分子質量聚丙烯酸鈉的合成通常采用水溶液法，對丙烯酸鈉單體沒有嚴格的要求，但特殊用途需經純化處理。合成時引發(fā)劑用量較大，具體用量因合成工藝而異，一般用量為相對單體質量的0.5%~3.0%；反應溫度較高，一般在40℃~100℃時，特殊合成工藝的聚合反應溫度高達135℃，可直接合成出固態(tài)產品。

低相對分子質量的聚丙烯酸鈉具有廣泛的用途，特別是相對分子質量小于2x10⁴的聚丙烯酸鈉應用更為迅速，在日用化工領域主要用作水溶性表面活性劑、洗滌助劑等。因為聚丙烯酸鈉具有螯合多價離子、分散污垢團粒和鈣皂的作用，在污垢顆粒上有很強的吸附力，能提高陰離子表面活性劑的去污力。而且它具有良好的熱穩(wěn)定性和較強的抗冷水、硬水的能力，生物降解度高;在特種洗滌劑、清洗粉中可部分替代三聚磷酸鈉以減少對環(huán)境的污染。低相對分子質量聚丙烯酸鈉有良好的水溶性和較大的極性，能夠結合水中的鈣、鎂等多價離子形成可溶的鏈狀陰離子體，因此它在工業(yè)熱交換設備中應用較廣，主要用作鍋爐防垢和阻垢用劑。相對分子質量在500~5000的低相對分子質量聚丙烯酸鈉主要起分散劑作用。在石油工業(yè)的油田化學領域用作降黏劑和鉆井泥漿穩(wěn)定劑等；在涂料、造紙、陶瓷及紡織工業(yè)用作顏料分散劑；此外在金屬材料中用作新型的淬火劑；在橡膠工業(yè)用作增稠劑;在氯化銨等無機鹽中作防結塊劑；在采礦中作礦物浮選劑。它在食品、工業(yè)、皮革工業(yè)、印刷業(yè)、塑料工業(yè)、醫(yī)學、藥學及金屬離子廢液的金屬回收等方面也見到應用。

中、高相對分子質量聚丙烯酸鈉的合成目前使用

較多的是水溶液聚合法。對丙烯酸單體的質量要求較高，所需引發(fā)劑用量少，一般為相對單體質量的0.01%~1.00%;反應溫度較低在20℃~60℃為宜，而且要選定適宜的pH和單體濃度。丙烯酸經蒸餾脫除阻聚劑后用NaOH溶液中和至pH10.5~11.0，加引發(fā)劑、防交聯劑脂肪酸鹽及緩聚劑苯胺類化合物;抽真空后通氮，使之于一定溫度下聚合，所得膠體經真空干燥后粉碎得產品。

將丙烯酸用氫氧化鈉溶液中和，經陽離子交換樹脂精制后配成定量濃度溶液，調pH= 10；通氮條件，下，加入0.1%單體質量的過硫酸銨和0.05%亞硫酸氫鈉，攪拌均勻后倒人不銹鋼槽內。在30℃條件下靜置引發(fā)聚合，下部用20℃水冷卻鋼槽去除聚合熱，使體系溫度不超過60℃，保溫反應2h得到相對分子質量1 000萬以上的丙烯酸鈉膠液。

中、高相對分子質量聚丙烯酸鈉易溶于水，且其COO^-吸附和結構上空間效應的影響，使溶液中的少量正電荷離子以沉淀的形式沉聚出來。故中、高相對分子質量聚丙烯酸鈉作為絮凝劑可用于電解食鹽水精制、氧化鋁生產中成赤泥的分離及工業(yè)污水的處理等方面。中、高相對分子質量聚丙烯酸鈉在生物方面對動植物蛋白的絮凝有特效作用，可以用于回收食品工業(yè)廢水中的大量蛋白質。高相對分子質量聚丙烯酸鈉能產生寬廣范圍的黏度和流動性，低添加量可產生高黏度，且產品黏度受環(huán)境溫度的影響較小。還能使不溶性組分永久懸浮于體系中，有助于提高產品的穩(wěn)定性，延長成品的儲存期。因此它在日用化學工業(yè)中常用作化妝品(如面膜、護膚霜等)增稠劑，對化妝品乳液的穩(wěn)定性起著相當重要的作用，配方師不必受各原料之間的兼容性限制，使療效性化妝品更趨于功能化、多元化；利用其成膜性制成頭發(fā)定型劑、睹喱水等。還可用作食品保鮮劑。由于中、高聚丙烯酸鈉無毒又溶于水，食用前稍加洗滌即可除去。且聚丙烯酸鈉在食品表層能形成一層高分子膜，可使食品隔絕空氣，聚丙烯酸鈉對金屬離子的螯合作用也有助于防止食品的腐敗。在石油工業(yè)的油田化學領域，可用作鉆井液的增黏劑、降濾失劑及黏土穩(wěn)定劑等；在冶金方面，用作鑄造過程的砂型黏合劑，使砂型耐用鑄件質量好；在紡織方面，可用于合成纖維改性，使化纖印染牢固、耐曬且光澤鮮艷；將其加入到陶瓷坯體用作陶瓷料漿減水劑，且對坯體干燥強度有一定的增強作用。此外還可用于墻體材料黏結劑、農藥防漂散劑；酸化液及制藥等方面的增稠劑等等。

丙烯酸鈉改性的功能材料

江學良摘以丁腈橡膠(NBR)為基體，加入丙烯酸鈉(NaAA)和過氧化二異丙苯(DCP)，通過原位聚合制得吸水膨脹橡膠(WSR)。當NaAA用量增加，WSR的吸水性能與拉伸強度也隨之增加。^[3]

任文壇通過氫氧化鈉(NaOH)和丙烯酸(AA)的中和反應,在三元乙丙橡膠(EPDM)中原位合成丙烯酸鈉(NaAA)，并在有機過氧化物的作用下將所得混煉膠進行硫化。原位合成NaAA改性EPDM的性能優(yōu)于直接添加NaAA或PNaAA的EPDM，它不但具有良好的力學性能，而且還具有良好的吸水膨脹性能；隨著NaAA含量的增大，硫化速度、硫化程度和吸水膨脹性能均有提高；吸水膨脹橡膠，在NaAA為30質量份時，力學性能具有值。^[4]

曹文仲采用水溶液聚合法制備了瓊脂、丙烯酸鈉-丙烯酰胺高吸水性復合材料。制備的復合材料具有良好的反復吸液性和耐鹽性。^[5]

樂妍以N-異丙基丙烯酰胺(NIPAM)和丙烯酸鈉(SA)為水凝膠聚合單體，利用引發(fā)劑過硫酸銨(APS)和交聯劑N,N-亞甲基雙(丙烯酰胺)(MBA)對單體進行物理交聯，通過改變各組分濃度制備出不同的聚N-異丙基丙烯酰胺-丙烯酸鈉水凝膠(NIPAM/SA)。該水凝膠汲取劑的返鹽量為零，水凝膠汲取劑完全可以克服液態(tài)汲取劑帶來的粒子返滲的困擾，在正滲透領域有正面作用。^[6]

參考文獻

[1]蕭繼華. 無甲醛型涂料印花粘合劑的合成、聚合動力學及應用性能研究[D]. 東華大學, 2001, 51-52.

[2] 韓慧芳, 崔英德, 蔡立彬. 聚丙烯酸鈉的合成及應用[J]. 日用化學工業(yè), 2003, 33(1): 36-39.

[3] 江學良, 耿同川, 李凡,等. 丙烯酸鈉制備吸水膨脹丁腈橡膠的性能[J]. 武漢工程大學學報, 2012, 34(10):4.

[4] 任文壇, 蔣逸, 彭宗林, 等. 原位合成丙烯酸鈉改性三元乙丙橡膠制備吸水膨脹橡膠[J]. 合成橡膠工業(yè), 2005, 28(2):5.

[5] 曹文仲, 王冬冬, 李海寧. 瓊脂, 丙烯酸鈉-丙烯酰胺高吸水性復合材料的合成及性能研究[J]. 化工新型材料, 2015, 043(006): 60-63.

[6] 樂妍, 董爽爽, 贠延濱. N-異丙基丙烯酰胺/丙烯酸鈉水凝膠的制備及正滲透應用[J]. 化工新型材料, 2021, 49(5):5.