ポリアクリル酸

ポリアクリル酸

名前
IUPAC名 ポリ(アクリル酸)、ポリ(1-カルボキシエチレン)
その他の名前 PAA、PAAc、アクリゾール、アキュマー、アルコスパース、アクアトリート、カルボマー、ソカラン
識別子
CAS番号	9003-01-4 はい
チェビ	チェビ:51133
ケムスパイダー	なし
ECHA 情報カード	100.115.375
EC番号	618-347-7
ケッグ	C19501 いいえ
ユニ	73861X4K5F  (8000MW) いいえ
CompTox ダッシュボード ( EPA )	DTXSID50873988
プロパティ
化学式	（C 3 H 4 O 2）n
モル質量	変数
ログP	0.25700 [1]
危険[2]
GHSラベル:
ピクトグラム
シグナルワード	警告
危険有害性情報	H315、H319、H335
NFPA 704 (ファイアダイヤモンド)	0 0 0
特に記載がない限り、データは標準状態（25 °C [77 °F]、100 kPa）の材料に関するものです。 いいえ 確認する （何ですか  ？） はいいいえ インフォボックス参照

ポリアクリル酸（PAA、商品名カルボマー）は、化学式（CH ₂ −CHCO ₂ H）_nのポリマーで、アクリル酸（CH ₂ =CHCO ₂ H）の誘導体です。ホモポリマーに加えて、さまざまなコポリマーや架橋ポリマー、およびそれらの部分的に脱プロトン化された誘導体が知られており、商業価値があります。中性pHの水溶液では、PAA はアニオン性ポリマーです。つまり、PAA の側鎖の多くはプロトンを失い、負に帯電します。部分的または完全に脱プロトン化された PAA は、水を吸収して保持し、元の体積の何倍にも膨張する能力を備えたポリ電解質です。これらの特性（酸塩基および水を引き付ける）は、多くの用途の基礎となっています。

PAAは、他のアクリレートポリマーと同様に、通常はフリーラジカル重合と呼ばれるプロセスによって合成されますが、^{[3] [4]}グラフト重合も使用されます。^{[5] [6]}フリーラジカル重合では、モノマー（この場合はアクリル酸（CH ₂ =CHCO ₂ H））がフリーラジカルの作用によってポリマー鎖に変換されます。^{[7] [8] [9]}このプロセスは通常、次の手順に従います。^[10]

1. 開始：過硫酸カリウム（K ₂ S ₂ O ₈）やアゾビスイソブチロニトリル（AIBN）などの開始剤によってフリーラジカルが生成されます。これらのラジカルは反応性が高く、モノマーユニットと反応して重合プロセスを開始することができます。^[11]
2. 増殖：ラジカルがモノマーと反応すると、成長している鎖の末端に新しいラジカルが生成されます。この新しいラジカルは追加のモノマーユニットと反応して鎖を成長させることができます。^[12]
3. 終了：反応は2つのラジカルが再結合するか、ラジカルが別の分子に移動してポリマー鎖の成長が終了するまで継続します。^[13]
4. 連鎖移動と阻害：連鎖移動（ラジカルが別の分子に移動して新しいラジカルが生成される）や阻害（不純物が鎖の成長を止める）などの他の反応も起こる可能性がある。^[14]

世界の市場規模は2022年には34億ドルに達すると推定されている。^{[15] [16]}

ポリアクリル酸は弱陰イオン性高分子電解質であり、そのイオン化度は溶液のpHに依存します。低pHでの非イオン化形態では、PAAはさまざまな非イオン性ポリマー（ポリエチレンオキシド、ポリ-N-ビニルピロリドン、ポリアクリルアミド、一部のセルロースエーテルなど）と結合し、水素結合したポリマー間複合体を形成します。 [ ^17]水溶液中では、PAAはキトサン、界面活性剤、薬物分子（ストレプトマイシンなど）などの反対に帯電したポリマーとポリ複合体を形成することもあります。^[18]

乾燥PAAは、白いふわふわした粉末として販売されています。

ポリアクリル酸ナトリウムの乾燥粉末形態では、正に帯電したナトリウムイオンがポリアクリル酸ナトリウムに結合していますが、水溶液中ではナトリウムイオンは解離することができます。ナトリウム陽イオンの存在により、ポリマーは多量の水を吸収することができます。

PAA は分散剤として広く使用されています。その分子量はレオロジー特性と分散能力、ひいては用途に大きな影響を与えます。PAA の主な用途は超吸収剤です。PAA の約 25% は洗剤と分散剤として使用されています。

ポリアクリル酸とその誘導体（特にポリアクリル酸ナトリウム）は使い捨ておむつに使用されています。アクリル酸は、液体を自重の100倍以上吸収・保持できる架橋ポリアクリレートである高吸水性ポリマー（SAP）の主成分でもあります。米国食品医薬品局は、間接的に食品に接触する包装にSAPを使用することを認可しました。^{[19] [20]}

洗剤には汚れを吸着するアクリル酸の共重合体が含まれていることが多い。架橋ポリアクリル酸は、床用洗剤などの家庭用品の製造にも使用されている。PAAは消毒剤であるグルコン 酸クロルヘキシジンを不活性化する可能性がある。^[21]

中和されたポリアクリル酸ゲルは、スキンケア製品用のゲルなどの医療用途に適した生体適合性マトリックスです。PAA フィルムは、整形外科用インプラントに付着させて腐食から保護することができます。PAA とゼラチンの架橋ハイドロゲルは、医療用接着剤としても使用されています。

その他の用途としては、塗料や化粧品があります。PAAは液体中の懸濁物を安定化させ、^[22]エマルジョンが分離するのを防ぎ、化粧品の流れの一貫性を制御します。カルボマーコード（910、934、940、941、および934P）は、分子量とポリマーの特定の成分を示しています。多くの用途では、PAAはアルカリ金属塩またはアンモニウム塩の形で使用され、たとえばポリアクリル酸ナトリウムが使用されています。

PAA由来のハイドロゲルは包帯や創傷治癒の補助として多くの研究が行われています。^[23]

石油掘削産業における解膠剤（いわゆるアルカリ性 ポリアクリレート）としてのPAAの使用に関する報告がいくつかある。 ^{[24] [25]}

また、金属加工における金属の焼入れにも使用されていると報告されている（ポリアクリル酸ナトリウムを参照）。^[26]