Введение

Полиакриламид (сокращенно PAM или pAAM) — полимер с формулой (CH2CHCONH2). Он имеет линейную структуру цепи. Полиакриламид обладает высокой водопоглощающей способностью, образуя мягкий гель при увлажнении. В 2008 году было произведено около 750 000 000 кг, главным образом для очистки воды, а также в бумажной и минеральной промышленности.

Физико-химические свойства

Полиакриламид — полиолефин. Его можно рассматривать как полиэтилен с амидными заместителями на поочередных атомах углерода. В отличие от различных нейлонов, полиакриламид не является полиамидом, поскольку амидные группы не входят в состав основной цепи полимера. Благодаря наличию амидных групп (CONH2), поочередные атомы углерода в основной цепи являются стереогенными (в обиходе: хиральными). По этой причине полиакриламид существует в атактической, синдиотактической и изотактической формах, хотя этот аспект редко обсуждается. Полимеризация инициируется радикалами и считается стереослучайной. Следующей по значимости областью применения по весу являются добавки для переработки древесной массы и производства бумаги. Около 30% полиакриламида используется в нефтегазовой и минеральной промышленности.

Кондиционирование почвы

Основные функции полиакриламидных почвоулучшителей заключаются в повышении рыхлости, аэрации и пористости почвы, а также в снижении уплотнения, пылеобразования и стока воды. Типичные нормы применения составляют 10 мг/л, что все еще дорого для многих случаев. Данная техника широко распространена в настоящее время и остается стандартным протоколом в лабораториях молекулярной биологии. Акриламид также находит другие применения в лабораториях молекулярной биологии, включая использование линейного полиакриламида (LPA) в качестве носителя, способствующего осаждению небольших количеств нуклеиновых кислот (ДНК и РНК). Многие компании, поставляющие лабораторное оборудование, продают LPA для этих целей. Кроме того, при определенных условиях его можно использовать для селективного осаждения только РНК из смеси нуклеиновых кислот. Это свойство делает полиакриламид полезным в области механобиологии, поскольку ряд клеток реагируют на механические стимулы.

Нишевые применения

Полимер также используется для изготовления игрушек Gro Beast, которые увеличиваются в объеме при помещении в воду, например, инопланетяне в пробирках. Аналогично, абсорбирующие свойства одного из его сополимеров могут применяться в качестве добавки в тальк для тела. Он использовался в составе ботокса в качестве подкожного филлера для эстетической пластической хирургии лица (см. Aquamid). Он также был использован в синтезе первой жидкости Богера.

Экологические последствия

Учитывая объемы производства полиакриламида, эти материалы подверглись тщательному изучению с точки зрения воздействия на окружающую среду и здоровье. Полиакриламид обладает низкой токсичностью, однако его предшественник, акриламид, является нейротоксином и канцерогеном. Значительные усилия направлены на удаление следов акриламида из полимера, предназначенного для применения вблизи пищевых продуктов. Единственное утверждение о том, что полиакриламид разлагается до акриламида, было широко опровергнуто. Полиакриламид в основном частично биоразлагается под действием амидаз, образуя аммиак и полиакрилаты. Полиакрилаты трудно поддаются биоразложению, но некоторые культуры почвенных микроорганизмов способны к этому в аэробных условиях.