Polyacrylamide

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Polyacrylamide
Polyacrylamide.svg
Names
IUPAC name
poly(2-propenamide)
Other names
poly(2-propenamide), poly(1-carbamoylethylene)
Identifiers
ChemSpider
  • none
UNII
Properties
(C3H5NO)n
Molar mass
Except where otherwise noted, data are given for materials in their standard state (at 25 °C [77 °F], 100 kPa).
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Polyacrylamide (संक्षिप्त रूप में PAM) एक बहुलक है जिसका सूत्र (-CH2चकोनह2-). इसकी एक रैखिक-श्रृंखला संरचना है। पीएएम अत्यधिक जल-अवशोषक है, हाइड्रेटेड होने पर एक नरम जेल बनाता है। 2008 में, अनुमानित 750,000,000 किलोग्राम का उत्पादन किया गया था, मुख्य रूप से जल उपचार और कागज और खनिज उद्योगों के लिए।[1]


भौतिक रासायनिक गुण

पॉलीएक्रिलामाइड एक polyolefin है। इसे वैकल्पिक कार्बन पर एमाइड प्रतिस्थापन के साथ POLYETHYLENE के रूप में देखा जा सकता है। विभिन्न नायलॉन के विपरीत, पॉलीएक्रिलामाइड एक पॉलियामाइड नहीं है क्योंकि एमाइड समूह बहुलक रीढ़ में नहीं होते हैं। एमाइड की उपस्थिति के कारण (CONH2) समूह, रीढ़ की हड्डी में वैकल्पिक कार्बन परमाणु स्टीरियोजेनिक (बोलचाल: चिरल) हैं। इस कारण से, पॉलीएक्रिलामाइड एक्टैक्टिक, सिंडियोटैक्टिक और आइसोटैक्टिक रूपों में मौजूद है, हालांकि इस पहलू पर शायद ही कभी चर्चा की जाती है। पोलीमराइजेशन की शुरुआत रेडिकल्स से की जाती है और इसे स्टिरियोरैंडम माना जाता है।[1]


कोपोलिमर और संशोधित पॉलिमर

रैखिक पॉलीएक्रिलामाइड एक पानी में घुलनशील बहुलक है। अन्य ध्रुवीय सॉल्वैंट्स में डीएमएसओ और विभिन्न अल्कोहल शामिल हैं। पार लिंक िंग को N,N'-मिथाइलीनबिसैक्रिलामाइड|N,N-मिथाइलीनबिसैक्रिलामाइड का उपयोग करके पेश किया जा सकता है। कुछ क्रॉसलिंक्ड सामग्री सूजने योग्य हैं लेकिन घुलनशील नहीं हैं, यानी वे हाइड्रोजेल हैं।

आंशिक हाइड्रोलिसिस जलीय मीडिया में ऊंचे तापमान पर होता है, कुछ एमाइड पदार्थों को कार्बोक्सिलेट्स में परिवर्तित करता है। यह हाइड्रोलिसिस इस प्रकार बहुलक को विशेष रूप से हाइड्रोफिलिक बनाता है। एन, एन-डाइमिथाइलएक्रिलामाइड से उत्पादित बहुलक हाइड्रोलिसिस का प्रतिरोध करता है।

एक्रिलामाइड के कोपोलिमर में ऐक्रेलिक एसिड से व्युत्पन्न शामिल हैं।

उपयोग करता है

1970 और 1980 के दशक में, इन पॉलिमर का आनुपातिक रूप से सबसे बड़ा उपयोग जल उपचार में था।[2] वजन के हिसाब से अगला प्रमुख अनुप्रयोग लुगदी (कागज) प्रसंस्करण और कागज बनाने के लिए योजक है। तेल और खनिज उद्योगों में लगभग 30% पॉलीएक्रिलामाइड का उपयोग किया जाता है।[1]


flocculation

पॉलीएक्रिलामाइड के सबसे बड़े उपयोगों में से एक तरल में ठोस पदार्थों को प्रवाहित करना है। यह प्रक्रिया जल उपचार, और पत्र मिल और स्क्रीन प्रिंटिंग जैसी प्रक्रियाओं पर लागू होती है। Polyacrylamide को पाउडर या तरल रूप में आपूर्ति की जा सकती है, तरल रूप को समाधान और इमल्शन बहुलक के रूप में उपवर्गीकृत किया जा सकता है।

भले ही इन उत्पादों को अक्सर 'पॉलीएक्रिलामाइड' कहा जाता है, कई वास्तव में एक्रिलामाइड और एक या एक से अधिक अन्य प्रजातियों के सहबहुलक होते हैं, जैसे कि एक्रिलिक एसिड या उसका नमक। इन copolymer ने गीलापन और सूजन को संशोधित किया है।

Polyacrylamide के आयनिक रूपों को पीने योग्य जल उद्योग में एक महत्वपूर्ण भूमिका मिली है। त्रिसंयोजी धातु के लवण, जैसे फ़ेरिक क्लोराइड और एल्यूमीनियम क्लोराइड, पॉलीएक्रिलामाइड की लंबी बहुलक श्रृंखलाओं द्वारा पाट दिए जाते हैं। इससे फ्लोकुलेशन दर में महत्वपूर्ण वृद्धि होती है। यह जल शोधन संयंत्रों को कच्चे पानी से कुल जैविक सामग्री (टीओसी) को हटाने में काफी सुधार करने की अनुमति देता है।

जीवाश्म ईंधन उद्योग

Main article: Enhanced oil recovery

तेल और गैस उद्योग में पॉलीएक्रिलामाइड डेरिवेटिव्स विशेष रूप से सह-पॉलिमर का चिपचिपापन वृद्धि द्वारा तेल की वसूली में वृद्धि से उत्पादन पर पर्याप्त प्रभाव पड़ता है। पॉलीएक्रिलामाइड पॉलिमर की कम सांद्रता के साथ उच्च चिपचिपापन जलीय घोल उत्पन्न किया जा सकता है, जिसे पारंपरिक जल-बाढ़ के अर्थशास्त्र में सुधार के लिए इंजेक्ट किया जाता है। एक अलग अनुप्रयोग में, हाइड्रोलिक फ्रेक्चरिंग को इन समाधानों के इंजेक्शन से उत्पन्न ड्रैग रिडक्शन से लाभ होता है। ये अनुप्रयोग 30–3000 mg/L की सांद्रता पर बड़ी मात्रा में बहुलक समाधानों का उपयोग करते हैं।[3]


मिट्टी की कंडीशनिंग

Main article: soil conditioner

पॉलीएक्रिलामाइड मृदा कंडीशनर का प्राथमिक कार्य मिट्टी की जुताई, वातन और सरंध्रता को बढ़ाना और संघनन, धूल और पानी के बहाव को कम करना है। विशिष्ट अनुप्रयोग 10 mg/L हैं, जो अभी भी कई अनुप्रयोगों के लिए महंगा है।[3]पानी की आवश्यकता, रोग, कटाव और रखरखाव के खर्चों को कम करते हुए पौधों की शक्ति, रंग, उपस्थिति, जड़ों की गहराई, और बीजों के उद्भव को बढ़ाने के लिए माध्यमिक कार्य हैं। इस प्रयोजन के लिए एफसी 2712 का उपयोग किया जाता है।

आला

पॉलीमर का उपयोग ग्रो-बीस्ट खिलौने बनाने के लिए भी किया जाता है, जो पानी में रखे जाने पर फैलते हैं, जैसे टेस्ट ट्यूब एलियंस। इसी तरह, इसके एक सहबहुलक के शोषक गुणों का उपयोग बॉडी-पाउडर में एक योज्य के रूप में किया जा सकता है।

इसका उपयोग बोटॉक्स में एस्थेटिक फेशियल सर्जरी के लिए एक सबडर्मल भराव के रूप में किया गया है (एक्वामिड देखें)।

इसका उपयोग पहले कॉन्सटेंट विस्कोसिटी इलास्टिक (बोगर) तरल पदार्थ के संश्लेषण में भी किया गया था।

आण्विक जीवविज्ञान प्रयोगशालाएं

Polyacrylamide का उपयोग अक्सर आणविक जीव विज्ञान अनुप्रयोगों में प्रोटीन और न्यूक्लिक एसिड के वैद्युतकणसंचलन के लिए एक माध्यम के रूप में किया जाता है, जिसे PAGE के रूप में जाना जाता है। PAGE का पहली बार 1950 के दशक की शुरुआत में एक प्रयोगशाला सेटिंग में उपयोग किया गया था। 1959 में, डेविस और ऑर्स्टीन के समूह[4] और रेमंड और वेनट्रॉब की[5]आवेशित अणुओं को अलग करने के लिए पॉलीएक्रिलामाइड जेल वैद्युतकणसंचलन के उपयोग पर स्वतंत्र रूप से प्रकाशित।[5] तकनीक आज व्यापक रूप से स्वीकार की जाती है, और आणविक जीव विज्ञान प्रयोगशालाओं में एक सामान्य प्रोटोकॉल (प्राकृतिक विज्ञान) बनी हुई है।

आणविक जीव विज्ञान प्रयोगशालाओं में एक्रिलामाइड के अन्य उपयोग हैं, जिसमें वाहक (डीएनए) के रूप में रैखिक पॉलीएक्रिलामाइड (एलपीए) का उपयोग शामिल है, जो न्यूक्लिक एसिड (डीएनए और आरएनए) की छोटी मात्रा की वर्षा में सहायता करता है।[6][7] कई प्रयोगशाला आपूर्ति कंपनियां इस उपयोग के लिए एलपीए बेचती हैं।[8] इसके अलावा, कुछ शर्तों के तहत, इसका उपयोग न्यूक्लिक एसिड के मिश्रण से केवल आरएनए प्रजातियों को चुनने के लिए किया जा सकता है।[7]


पर्यावरणीय प्रभाव

उत्पादित पॉलीएक्रिलामाइड की मात्रा को ध्यान में रखते हुए, पर्यावरण और स्वास्थ्य प्रभावों के संबंध में इन सामग्रियों की भारी छानबीन की गई है।[9][10] Polyacrylamide कम विषाक्तता का है लेकिन इसका अग्रदूत एक्रिलामाइड एक न्यूरोटॉक्सिन और कासीनजन है।[1] इस प्रकार, चिंता स्वाभाविक रूप से इस संभावना पर केन्द्रित होती है कि पॉलीएक्रिलामाइड एक्रिलामाइड से दूषित है।[10][11] भोजन के निकट उपयोग के लिए अभिप्रेत बहुलक से एक्रिलामाइड के निशानों को हटाने के लिए काफी प्रयास किए जाते हैं।[1]

इसके अतिरिक्त, ऐसी चिंताएँ हैं कि पॉलीएक्रिलामाइड एक्रिलामाइड बनाने के लिए डी-पोलीमराइज़ हो सकता है। खाना पकाने के लिए विशिष्ट परिस्थितियों में, पॉलीएक्रिलामाइड महत्वपूर्ण रूप से डी-पॉलीमराइज़ नहीं करता है।[12] एकल दावा है कि पॉलीएक्रिलामाइड एक्रिलामाइड में बदल जाता है[13] व्यापक रूप से चुनौती दी गई है।[14][15][16] Polyacrylamide सबसे अधिक आंशिक रूप से अमोनिया और पॉलीएक्रिलेट्स का उत्पादन करने वाले एमिडेस की क्रिया द्वारा आंशिक रूप से बायोडिग्रेडेड होता है। पॉलीएक्रिलेट्स को बायोडिग्रेड करना कठिन होता है, लेकिन कुछ मृदा सूक्ष्म जीव संस्कृतियों को एरोबिक स्थितियों में ऐसा करने के लिए दिखाया गया है।[17]


यह भी देखें

संदर्भ

  1. ↑ 1.0 1.1 1.2 1.3 1.4 Herth G, Schornick G, Buchholz F (2015). "Polyacrylamides and Poly(Acrylic Acids)". Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry. Weinheim: Wiley-VCH. pp. 1–16. doi:10.1002/14356007.a21_143.pub2.
  2. ↑ "polyacrylamide". Hazardous Substances Data Bank. United States National Library of Medicine. February 14, 2003. Consumption Patterns. CASRN: 9003-05-8. Archived from the original on 30 December 2018. Retrieved November 30, 2013.
  3. ↑ 3.0 3.1 Boya Xiong, Rebeca Dettam Loss, Derrick Shields, Taylor Pawlik, Richard Hochreiter, Andrew L Zydney & Manish Kumar (2018). "पॉलीएक्रिलामाइड गिरावट और पर्यावरण प्रणालियों में इसके प्रभाव". Clean Water. 1. doi:10.1038/s41545-018-0016-8. S2CID 135203788.{{cite journal}}: CS1 maint: multiple names: authors list (link)
  4. ↑ "डिस्क वैद्युतकणसंचलन". Pipeline.com. Archived from the original on 26 September 2011. Retrieved 11 June 2012. citing: Ornstein L (December 1964). "Disc Electrophoresis. I. Background and Theory". Annals of the New York Academy of Sciences. 121 (2): 321–49. Bibcode:1964NYASA.121..321O. doi:10.1111/j.1749-6632.1964.tb14207.x. PMID 14240533. S2CID 28591995.
  5. ↑ 5.0 5.1 Raymond S, Weintraub L (September 1959). "ज़ोन वैद्युतकणसंचलन के लिए एक सहायक माध्यम के रूप में एक्रिलामाइड जेल". Science. 130 (3377): 711. Bibcode:1959Sci...130..711R. doi:10.1126/science.130.3377.711. PMID 14436634. S2CID 7242716. citing: Davis DR, Budd RE (June 1959). "Continuous electrophoresis; quantitative fractionation of serum proteins". The Journal of Laboratory and Clinical Medicine. 53 (6): 958–65. PMID 13665142.
  6. ↑ Gaillard C, Strauss F (January 1990). "वाहक के रूप में रैखिक पॉलीएक्रिलामाइड के साथ डीएनए का इथेनॉल अवक्षेपण". Nucleic Acids Research. 18 (2): 378. doi:10.1093/nar/18.2.378. PMC 330293. PMID 2326177.
  7. ↑ 7.0 7.1 Muterko A (2022-01-02). "रैखिक पॉलीएक्रिलामाइड के साथ आरएनए की चयनात्मक अवक्षेपण". Nucleosides, Nucleotides & Nucleic Acids. 41 (1): 61–76. doi:10.1080/15257770.2021.2007397. PMID 34809521. S2CID 244490750.
  8. ↑ Sigma-Aldrich. "जेनएल्यूट-एलपीए". biocompare.com. Archived from the original on 2011-07-18.
  9. ↑ Environment Canada; Health Canada (August 2009). "Screening Assessment for the Challenge: 2-Propenamide (Acrylamide)". Environment and Climate Change Canada. Government of Canada.
  10. ↑ 10.0 10.1 Dotson GS (April 2011). "NIOSH skin notation (SK) profile: acrylamide [CAS No. 79-06-1]" (PDF). DHHS (NIOSH) Publication No. 2011-139. National Institute for Occupational Safety and Health (NIOSH).
  11. ↑ Woodrow JE, Seiber JN, Miller GC (April 2008). "Acrylamide release resulting from sunlight irradiation of aqueous polyacrylamide/iron mixtures". Journal of Agricultural and Food Chemistry. 56 (8): 2773–2779. doi:10.1021/jf703677v. PMID 18351736.
  12. ↑ Ahn JS, Castle L (November 2003). "Tests for the depolymerization of polyacrylamides as a potential source of acrylamide in heated foods". Journal of Agricultural and Food Chemistry. 51 (23): 6715–6718. doi:10.1021/jf0302308. PMID 14582965.
  13. ↑ Smith EA, Prues SL, Oehme FW (June 1997). "पॉलीएक्रिलामाइड्स का पर्यावरणीय क्षरण। द्वितीय। पर्यावरणीय (बाहरी) जोखिम के प्रभाव". Ecotoxicology and Environmental Safety. 37 (1): 76–91. doi:10.1006/eesa.1997.1527. PMID 9212339. Archived from the original on 2016-04-20. Retrieved 2007-11-02.
  14. ↑ Kay-Shoemake JL, Watwood ME, Lentz RD, Sojka RE (August 1998). "Polyacrylamide as an organic nitrogen source for soil microorganisms with potential effects on inorganic soil nitrogen in agricultural soil". Soil Biology and Biochemistry. 30 (8/9): 1045–1052. doi:10.1016/S0038-0717(97)00250-2.
  15. ↑ Gao J, Lin T, Wang W, Yu J, Yuan S, Wang S (1999). "पॉलीएक्रिलामाइड का त्वरित रासायनिक क्षरण". Macromolecular Symposia. 144: 179–185. doi:10.1002/masy.19991440116. ISSN 1022-1360.
  16. ↑ Ver Vers LM (December 1999). "उच्च प्रदर्शन तरल क्रोमैटोग्राफी द्वारा पॉलीएक्रिलामाइड गिरावट अध्ययन में एक्रिलामाइड मोनोमर का निर्धारण". Journal of Chromatographic Science. 37 (12): 486–494. doi:10.1093/chromsci/37.12.486. PMID 10615596.
  17. ↑ Nyyssölä, Antti; Ahlgren, Jonni (April 2019). "पॉलीएक्रिलामाइड का माइक्रोबियल डिग्रेडेशन और डीमिनेशन उत्पाद पॉलीएक्रिलेट". International Biodeterioration & Biodegradation. 139: 24–33. doi:10.1016/j.ibiod.2019.02.005. S2CID 92617790.
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