síðuborði

Myndun hvarfgjarnra þynningarefna - (þynningarefni sem herða með UV-ljósi gegn sindurefnum)

Aðferðir til að mynda þynningarefni sem virka með akrýlati fela aðallega í sér beina esterun, transesterun, sýruklóríðaðferð, fasaflutningshvatun og viðbótaresterun. Hins vegar er meirihlutinn framleiddur með beinni esterun.

(1) Bein esterun

CH₂=CHCOOH + ROH -hvati→ CH₂=CHCOOR + H₂O

  Algengustu hvataefnin fyrir beina esterun eru meðal annars einbeittur brennisteinssýra, p-tólúensúlfónsýra og metansúlfónsýra. Notkun einbeittrar brennisteinssýru sem esterunarhvata veldur oft aukaverkunum eins og ofþornun, oxun og sjálfesterun hvarfefnanna. Þetta myndar ýmsar aukaafurðir, flækir hreinsun vörunnar og endurheimt hráefnis, truflar eftirvinnsluferli og skerðir gæði vörunnar og tærir búnað. Þar af leiðandi er PTSA aðallega notað í núverandi iðnaðarframleiðslu vegna kosta þess, þar á meðal lágs skammtaþarfar, lágt hvarfhitastig, mikils umbreytingarhlutfalls og framúrskarandi vörugæða. Að hvarfinu loknu er auðvelt að aðskilja hvataefnið frá vörunni, sem einföldar vinnuflæðið. Vatnið sem myndast við esterunarviðbrögðin er fjarlægt með því að nota aseótrópískt suðuefni (þurrkandi efni). Algeng suðuefni eru bensen, tólúen, xýlen, sýklóhexan og n-heptan, sem mynda aseótróp með viðbragðsvatninu til að flytja það burt. Alkanar eru dýrir og mjög rokgjörn; xýlen hefur hátt suðumark; bensen hefur tiltölulega lágt suðumark og mikla rokgjörnleika, sem gerir það erfitt að endurheimta það og það hefur mikla eituráhrif. Þess vegna er tólúen almennt æskilegt sem suðuefni. Tólúen hefur suðumark upp á 110°C og vatns-tólúen aseótrópískt suðumark upp á 84°C; það þéttist auðveldlega við lofttæmingareimingu með leysiefni, sem tryggir hátt endurheimtarhlutfall, minni eituráhrif en bensen og tiltölulega hagkvæman kostnað. Hins vegar, á undanförnum árum, hafa reglugerðartakmarkanir á bensen-leysiefnum í húðun, bleki og límum hvatt marga framleiðendur til að hætta notkun tólúens í þágu alkan-byggðra suðuefna. Fjölliðunarhemlar verða að vera notaðir við esterunarferlið til að koma í veg fyrir ótímabæra fjölliðun akrýlsýrumónómersins og akrýlatafurðarinnar sem myndast. Algengustu hemlarnir eru fenólsambönd (eins og hýdrókínón [HQ] og tert-bútýlhýdrókínón [TBHQ]), amínsambönd (eins og fenótíazín og p-fenýlendíamín) og koparsamhæfingarfléttur (eins og kopardímetýldíetýldíþíókarbamat og kopardíbútýldíþíókarbamat), annað hvort notaðir hver fyrir sig eða sem blönduð formúla. Fyrir hærri alkýl akrýlat er hægt að nota bráðesterun. Þessi aðferð útilokar þörfina fyrir meðhöndlunarefni og dregur úr nauðsynlegum skömmtum af hvötum og hemlum. Eftir bakflæðisviðbrögð við 110–120°C er ofþornun framkvæmd og óhvarfað akrýlsýra og afgangsvatn eru að lokum fjarlægð með lofttæmiseimingu, sem gefur hærri alkýl akrýlat með miklum hreinleika og mikilli afköstum.

(2) Umesterun

CH₂=CHCOOCH₃ + ROH → CH₂=CHCOOR + CH₃OH

  Þegar hærri alkýl akrýlat eða virk akrýlat eru framleidd með transesterun er metýl akrýlat yfirleitt valið sem upphafsefni fyrir lægri alkýl ester. Vegna lágs suðumarks (80°C) verður esterunin að fara fram við lægri hitastig, sem lengir viðbragðstímann. Ennfremur myndar aukaafurðin metanól aseótróp með metýl akrýlati (suðumark 62–63°C), sem ber burt hvarfefnið metýl akrýlat og lækkar þar af leiðandi afköst markhærra estersins. Metýl akrýlat og hærri akrýlat eru mjög viðkvæm fyrir samfjölliðun og einsfjölliðun, sem dregur enn frekar úr afköstum hærri akrýlata; því er oft þörf á auknum skömmtum af hemlum. Vegna kostnaðar og flækjustigs eftirmeðferðar er þessi aðferð ekki lengur notuð í viðskiptalegum tilgangi til myndunar hærri alkýl akrýlata og virkra akrýlata.

(3) Sýruklóríðaðferð

CH₂=CHCOOH + SOCl₂ → CH₂=CHCOCl + HCl + CO₂

CH₂=CHCOCl + ROH → CH₂=CHCOOR + HCl

  Þessi aðferð veldur því að akrýlsýra hvarfast fyrst við þíónýlklóríð til að mynda akrýlóýlklóríð, sem síðan gengst undir esterunarviðbrögð með alkóhóli. Hún krefst engra hvata eða burðarefna. Þar sem viðbrögðin eiga sér stað við lágt hitastig er einnig forðast að bæta við fjölliðunarhemlum. Esterunin fer fram nánast megindlega, sem gefur einstakan hreinleika vörunnar. Hins vegar er þetta tveggja þrepa ferli með miklum framleiðslukostnaði. Viðbrögðin mynda mikið magn af HCl og SO₂ lofttegundum, sem krefst fjölþrepa hreinsunarkerfa með þynntum basískum lausnum og vatni til frásogs.

(4) Fasaflutningshvata (PTC)

2CH₂=CH₃|C-COOH + Na₂CO3 → 2CH₂=CH₃|C-COONa + CO₂ + H₂O

CH₂=CH3|C-COONa + ClCH2-CH2O → CH2=CH3|C-COOCH2-CH2O + NaCl

  Natríummetakrýlat er til sem fast efni, en epíklórhýdrín er vökvi. Í fjarveru hvata er efnahvarfið á milli þeirra mjög hægt, sem krefst notkunar á fasaflutningshvata (PTC). Hentugir fasaflutningshvatar eru meðal annars fjórgild ammóníumsölt, fjórgild fosfóníumsölt og krónuetrar. Fjórgild ammóníumsölt eru algengust, svo sem setýltrímetýlammoníumklóríð (CTAC), bensýltrímetýlammoníumklóríð (BTMAC) og tetrametýlammoníumklóríð (TMAC). Raki í hvarfkerfinu veldur aukaverkunum; því, til að hámarka afköst, verður bæði hráefnin og hvarfkerfið að vera vatnsfrí og þurr.

(5) Viðbótaresterun

CH₂=R₁|C-COOH + CH₂-CH₂O-R₂ → CH₂=R₁|C-COO-CH₂-OH|CH₂-R₂

  Með því að blanda etýlenoxíði eða própýlenoxíði beint inn í (met)akrýlsýru í viðurvist hvata, á sér stað hringopnunar-viðbótaresterun, sem myndar hýdroxý(met)akrýlat (eins og HEA, HEMA, HPA eða HPMA). myndun hvarfgjarnra þynningarefna


Birtingartími: 10. júní 2026