Was ist Acrylamid?
Acrylamid ist eine organische Verbindung mit Acryloyl- (-COCH2) und Carbamoyl- (-CONH2) Gruppen. Bei Raumtemperatur ist es eine geruchlose, weiße, kristalline Substanz.
Anwendungen von Acrylamid
Acrylamid wird fast ausschließlich als Ausgangsstoff für Acrylamidpolymere (Polyacrylamid) verwendet. Acrylamid wird selten direkt in anderen Anwendungen eingesetzt, außer als kleiner Monomerbestandteil in anderen Polymeren. Acrylamidpolymere werden wie folgt verwendet:
1. Flockungshilfsmittel
Polyacrylamid wird als Koagulationsmittel in der Abwasserbehandlung und anderen Anwendungen eingesetzt. Wenn es mit Wasser gemischt wird, verringert Polyacrylamid die Oberflächenspannung des Wassers, so dass Verunreinigungen und Schwebstoffe im Wasser koaguliert und durch Filtration entfernt werden können. Aus diesem Grund wird es bei der Wasseraufbereitung vor den Koagulations- und Filtrationsprozessen in Wasseraufbereitungsanlagen zugesetzt.
2. Klebstoffe
Polyacrylamid wird auch als Ausgangsstoff für Klebstoffe verwendet. Polymere mit Polyacrylamid als Monomer haben eine ausgezeichnete Thermoplastizität und Klebeeigenschaften und werden daher als Klebstoffe verwendet. Sie werden zum Beispiel zum Verkleben von Materialien wie Holz und Kunststoffen verwendet.
3. Landwirtschaft
Polyacrylamid wird in der Landwirtschaft zur Bodenverbesserung eingesetzt, insbesondere zur Verbesserung des Wasserrückhaltevermögens und der Durchlässigkeit des Bodens. Insbesondere kann es auf Ackerland angewendet werden, um Wasser und Nährstoffe im Boden zu halten und das Pflanzenwachstum zu fördern.
4. Medizinischer Sektor
Polyacrylamid wird auch als Rohstoff für medizinische Produkte verwendet. Insbesondere kann es aufgrund seiner Fähigkeit, Blut und Körperflüssigkeiten zu koagulieren, als blutstillendes Mittel bei Operationen und Geburten eingesetzt werden.
5. Sonstiges
Acrylamid-Polymere werden auch in Kosmetika wie Rasiergelen und Friseurprodukten einschließlich Papierverstärkern in der Textilverarbeitung, als Auslaufschutzmittel, in Farbstoffen, UV-Farben und Linsenmaterialien verwendet. In Kosmetika werden sie häufig als Feuchtigkeitsspender und Verdickungsmittel eingesetzt. Acrylamidpolymere werden auch als Matrizen in der PAGE-Gelelektrophorese bei der Nukleinsäure- und Proteinanalyse verwendet.
Eigenschaften von Acrylamid
Acrylamid ist ein farbloses, kristallines Pulver mit der Summenformel (CH2=CHCONH2) und einem Molekulargewicht von 71,08. Es ist leicht löslich in Wasser sowie in Ethanol und Diethylether. Die Substanz ist bei Raumtemperatur stabil, kann aber unter Einwirkung von ultravioletter Strahlung polymerisieren. Sie ist auch in Wasser, Alkoholen und Aceton löslich, aber unlöslich in Benzol und Heptan.
Beim Erhitzen schmilzt es bei 84,5 °C und reagiert schnell unter Bildung von Polyacrylamid. Acrylamid ist möglicherweise krebserregend, so dass die langfristige Aufnahme und Exposition sorgfältig überwacht werden sollte. Es stellt ein Problem der Lebensmittelsicherheit dar, zumal es häufig in Lebensmitteln mit kohlenhydratreichen Zutaten vorkommt, die auf hohe Temperaturen erhitzt wurden.
Acrylamid reizt auch Haut und Augen und kann beim Einatmen die Atemwege beeinträchtigen, so dass beim Umgang mit Acrylamid Vorsicht geboten ist.
Weitere Informationen zu Acrylamid
Herstellung von Acrylamid
Die Herstellung erfolgt durch die Hydrolyse von Acrylnitril in Gegenwart eines sauren Katalysators (z. B. Schwefelsäure oder Salzsäure). Die Reaktion wird wie folgt beschrieben:
CH2=CHCN + H2O → CH2=CHCONH2
Bei dieser Reaktion reagiert Acrylnitril mit Wasser unter Bildung von Acrylamid. Die Säurekatalyse fördert auch die Hydrolyse der Nitrilgruppen.
Andere Hydrolysereaktionen von Acrylnitril können mit Hilfe von Nitrilhydrolase, einem Enzym mikrobiellen Ursprungs, synthetisiert werden. Nitrilhydrolasen sind Enzyme, die Nitrile hydrolysieren und aufgrund ihrer überlegenen Produktionseffizienz industriell eingesetzt werden.