丙烯酰胺是一种白色晶体化学物质,是生产聚丙烯酰胺的原料。聚丙烯酰胺主要用于水的净化处理、纸浆的加工及管道的内涂层等。淀粉类食品在高温(>120℃)烹调下容易产生丙烯酰胺。 研究表明,人体可通过消化道、呼吸道、皮肤黏膜等多种途径接触丙烯酰胺,饮水是其中的一条重要接触途径。2002年4月瑞典国家食品管理局和斯德哥尔摩大学研究人员率先报道,在一些油炸和烧烤的淀粉类食品,如炸薯条、炸土豆片等中检出丙烯酰胺,而且含量超过饮水中允许最大限量的500多倍。之后挪威、英国、瑞士和美国等国家也相继报道了类似结果。
根据香港消费者委员会的研究,含碳水化合物的食物在经油炸之后,都会产生丙烯酰胺。研究已知丙烯酰胺可致癌。但世界卫生组织表示,由于难以统计丙烯酰胺要到哪一个浓度才会致癌。
生产方法
方法一:水解法
水解法制得的丙烯酰胺,其丙烯酸盐链节在大分子链上的分布是无规则的,它占大分子链上所有链节数的摩尔百分比即为水解度。共聚法相比,一般水解法制备的产物水溶性去屑因子(HD)不高,低于30%,理论上HD大于70%的产物应通过共聚法制取,该法对水解温度和事件有一定要求,同时水解过程中易发生大分子降解。
方法二:水溶液聚合反应
水溶液聚合反应时把反应单体及引发剂溶解在水中进行的聚合反应。该作法简单、环境污染少且聚合物产率高,易获得高相对分子质量聚合物,是聚丙烯酰胺工业生产最早采用的方法,而且一直是聚丙烯酰胺工业生产的主要方法。对水溶液聚合研究已经比较深入。
方法三:反相乳液聚合
反相乳液聚合及反相悬浮聚合之前都需要制备反相胶体分散体系,即将单体水溶液借助搅拌分散或乳化剂的油相中,形成水/油(W/0)非均相分散体系,然后加入引发剂进行游离基聚合。一般反相乳液聚合使用油溶性引发剂,多为阴离子型自由基引发剂和非离子自由基引发剂,而反相悬浮聚合多使用费水溶性引发剂,如过硫酸盐等。 有关AM/AA反相乳液聚合机理的成核机理存在两种看法:胶束成核及单体液滴成核。其动力学与典型正乳液聚合动力学有较大差别。
方法四:反相悬浮聚合
反相悬浮聚合时近10年发展起来的实现水溶性聚合物工业化生产的理想方法,1982年Di-monie利用电导、NMR、电镜研究了AM反相悬浮聚合。
方法五:其他聚合方法
除了上述方法外还可以通过Mannich反应、接枝共聚合复合作用等手段对丙烯酰胺及其衍生物的均聚物、共聚物进行改性。 Mannich反应时在聚丙烯酰胺上引入胺类物质,是聚丙烯酰胺获得阳离子聚电接枝的重要途径,常用的胺有二jiaan、二乙胺、二乙醇胺等。AM/AA常与淀粉接枝共聚来制备高吸水树脂,或与其他大分子单体共聚从而将AM/AA接枝在某类膜。高相对分子质量阳离子聚丙烯酰胺(CPAM)广泛用于石油开采,但HPAM耐盐性较差。为了提高阳离子聚丙烯酰胺(CPAM)耐盐性,尚振平等人合成了端阳离子聚丙烯酰胺(CPAM)大分子单体,并在水溶液中中用硫酸亚铁/异丙苯过氧化氢氧化-还原体系引发丙烯酰胺、丙烯酸钠与聚(β-氨基丙酸)大分子单体的共聚反应,合成了(丙烯酰胺-CO-丙酸钠)-g-(β-氨基丙酸)接枝共聚物。
折叠
理化性质
丙烯酰胺是一种白色晶体化学物质,是生产聚丙烯酰胺的原料。聚丙烯酰胺主要用于水的净化处理、纸浆的加工及管道的内涂层等,也用于聚丙烯酰胺凝胶电泳。淀粉类食品在高温(>120℃)烹调下容易产生丙烯酰胺。
研究表明,人体可通过消化道、呼吸道、皮肤黏膜等多种途径接触丙烯酰胺,饮水是其中的一条重要接触途径。2002年4月瑞典国家食品管理局和斯德哥尔摩大学研究人员率先报道,在一些油炸和烧烤的淀粉类食品,如炸薯条、炸土豆片等中检出丙烯酰胺,而且含量超过饮水中允许最大限量的500多倍。之后挪威、英国、瑞士和美国等国家也相继报道了类似结果。此外,人体还可能通过吸烟等途径接触丙烯酰胺。
丙烯酰胺进入体内又可通过多种途径被人体吸收,其中经消化道吸收最快。进入人体内的丙烯酰胺约90%被代谢,仅少量以原形经尿液排出。丙烯酰胺进入体内后,会在体内与DNA上的鸟嘌呤结合形成加合物,导致基因突变等遗传物质损伤。对接触丙烯酰胺的职业人群和偶然暴露于丙烯酰胺人群的调查表明,丙烯酰胺具有神经毒性作用,但还没有充足的证据表明通过食物摄入丙烯酰胺与人类某种肿瘤的发生有明显关系。
丙烯酰胺是一种不饱和酰胺,别名AM,其单体为无色透明片状结晶,沸点125℃(3325Pa),熔点84~85℃,密度1.122g/cm。能溶于水、乙醇、yimi、丙酮、氯仿,不溶于苯及庚烷中,在
酸碱环境中可水解成丙烯酸。是有机合成材料的单体,生产医药、染料、涂料的中间体。丙烯酰胺单体在室温下很稳定,但当处于熔点或以上温度、氧化条件以及在紫外线的作用下很容易发生聚合反应。当加热使其溶解时,丙烯酰胺释放出强烈的腐蚀性气体和氮的氧化物类化合物。室温下稳定,但熔融时则骤然聚合。易燃,受高热分解放出腐蚀性气体。毒性很大,LD50126mg/kg。对中枢神经系统有危害,且可能致癌,对眼睛和皮肤亦有强烈的刺激作用。1974年日本福冈县曾发生丙烯酰胺中毒事件。空气中允许接触限:美国TWA为0.3mg/m(ACGIH),水中0.02~0.07mg/L。
聚丙烯酰胺为水溶性高分子聚合物,不溶于大多数有机溶剂,具有良好的絮凝性,可以降低液体之间的摩擦阻力,按离子特性分可分为非离子、阴离子、阳离子和两性型四种类型。
聚丙烯酰胺目数:目数是指物料的粒度或粗细度,目数是单位面积上的方格数.一般定义是指在1英寸*1英寸的面积内有多少个网孔数,即筛网的网孔数。如600目是每平方英寸有600个方网孔,聚丙烯酰胺的目数20目~80目,也就是0.85mm~0.2mm之间,这是颗粒状的聚丙烯酰胺的目数大小,粉状聚丙烯酰胺的目数大小可控制在100目左右,目数越大的聚丙烯酰胺越容易溶解,单凭聚丙烯酰胺目数的大小是无法衡量产品的好坏的。