Acrylates adalah sekumpulan monomer serba boleh dan digunakan secara meluas dalam industri kimia, mencari aplikasi dalam salutan, pelekat, tekstil, dan banyak bidang lain. Reaksi akrilik sering dikatalisis oleh pelbagai bahan untuk memulakan dan mengawal proses pempolimeran. Sebagai pembekal akrilat, saya mempunyai pengetahuan mendalam tentang pemangkin yang memainkan peranan penting dalam reaksi akrilat. Dalam blog ini, saya akan meneroka pelbagai jenis pemangkin untuk reaksi akrilat dan kepentingannya.
Percuma - pemula radikal
Percuma - pemula radikal adalah pemangkin yang paling biasa digunakan untuk pempolimeran akrilat. Mereka bekerja dengan menghasilkan radikal bebas, yang sangat spesies reaktif dengan elektron yang tidak berpasangan. Radikal bebas ini boleh bertindak balas dengan monomer akrilat, memulakan proses pempolimeran.
Peroksida
Peroksida adalah kelas pemula radikal yang terkenal. Peroksida organik, seperti benzoyl peroksida (BPO), digunakan secara meluas dalam tindak balas akrilat. BPO terurai apabila pemanasan atau di hadapan agen pengurangan, menghasilkan dua radikal benzoyloxy. Radikal ini kemudiannya boleh bertindak balas dengan monomer akrilat untuk memulakan tindak balas rantai.
Penguraian BPO boleh diwakili seperti berikut:
[C_6h_5co - o - o - coc_6h_5 \ rightarrow 2c_6h_5coo^{\ cdot}]
Radikal benzoyloxy boleh bertindak balas dengan monomer akrilat, sebagai contoh,Butyl acrylate (BA) 141 - 32 - 2, untuk membentuk spesies radikal baru, yang boleh bertindak balas dengan monomer lain untuk menyebarkan rantai polimer.
Hydroperoxides, seperti tert - butil hidroperoksida, juga digunakan sebagai pemula. Mereka sering digunakan dalam kombinasi dengan pengurangan agen dalam sistem permulaan redoks, yang membolehkan tindak balas berlaku pada suhu yang lebih rendah.
Sebatian Azo
Sebatian Azo adalah satu lagi jenis pemula radikal yang penting. Azobisisobutyronitrile (AIBN) adalah pemula AZO yang biasa digunakan. Apabila dipanaskan, AIBN terurai untuk membentuk dua radikal isobutyronitrile dan gas nitrogen.
Reaksi penguraian AIBN adalah:
[(CH_3) _2C (CN) - N = N - C (CN) (CH_3) _2 \ RightArrow 2 (CH_3) _2C (CN)^{\ CDOT}+N_2]
Radikal ini boleh memulakan pempolimeran akrilat. Pemula AZO sering disukai dalam beberapa aplikasi kerana ia menghasilkan radikal yang agak stabil dan tidak memperkenalkan oksigen - yang mengandungi kumpulan ke dalam polimer, yang boleh menjadi penting dalam aplikasi di mana sifat polimer sensitif terhadap oksigen - yang mengandungi kekotoran.
Sistem permulaan redoks
Sistem permulaan redoks adalah berdasarkan tindak balas antara agen pengoksidaan dan ejen pengurangan. Sistem ini boleh memulakan pempolimeran akrilat pada suhu yang lebih rendah berbanding dengan pemula haba, yang bermanfaat dalam beberapa aplikasi di mana suhu tinggi boleh menyebabkan kerosakan kepada substrat atau polimer itu sendiri.
Sistem redoks biasa terdiri daripada peroksida (ejen pengoksidaan) dan ejen pengurangan seperti amina. Sebagai contoh, gabungan cumene hydroperoxide dan dimetlaniline boleh digunakan untuk memulakan pempolimeran akrilik. Reaksi antara peroksida dan amina menghasilkan radikal bebas, yang memulakan proses pempolimeran.
Kelebihan sistem inisiasi redoks adalah bahawa ia membolehkan kawalan yang lebih baik terhadap kadar tindak balas dan boleh digunakan dalam aplikasi di mana proses pengawetan yang cepat diperlukan pada suhu bilik atau suhu yang sedikit tinggi.
Photoinitiators
Photoinitiators adalah pemangkin yang diaktifkan oleh cahaya, biasanya cahaya ultraviolet (UV). Apabila terdedah kepada cahaya UV, photoinitiators menyerap tenaga cahaya dan menghasilkan radikal atau kation bebas, bergantung kepada jenis photoinitiator.
Percuma - fotoinitiator radikal
Percuma - Photoinitiators radikal digunakan secara meluas dalam sistem acrylate yang boleh disembuhkan. Ethers benzoin, seperti benzoin methyl eter, adalah photoinitiators radikal klasik. Apabila disinari dengan cahaya UV, benzoin metil eter menjalani belahan homolitik untuk menghasilkan radikal bebas.
Radikal bebas ini kemudiannya boleh memulakan pempolimeran akrilik. UV - Sistem akrilik yang boleh disembuhkan digunakan dalam aplikasi seperti salutan untuk kayu, plastik, dan logam, serta dalam pengeluaran papan litar bercetak. Masa pengawetan yang cepat dan keupayaan untuk menyembuhkan dengan cara yang terkawal menjadikan sistem acrylate yang dapat disembuhkan sangat menarik dalam aplikasi ini.
Photoinitiators kationik
Photoinitiators kationik digunakan untuk memulakan pempolimeran jenis acrylates tertentu melalui mekanisme kationik. Garam onium, seperti garam diaryliodonium dan garam triarylsulfonium, biasanya digunakan photoinitiator kationik. Apabila terdedah kepada cahaya UV, garam ini menghasilkan asid Lewis yang kuat, yang boleh memulakan pempolimeran acrylates epoxide - acrylates yang berfungsi atau monomer polimerisasi kationik yang lain.
Kelebihan photoinitiators kationik adalah bahawa tindak balas pempolimeran tidak dihalang oleh oksigen, yang merupakan masalah biasa dalam pempolimeran radikal bebas. Ini menjadikan photoinitiators kationik sesuai untuk aplikasi di mana proses pengawetan perlu berlaku dalam persekitaran yang mengandungi oksigen.
Asid dan pangkalan Lewis
Asid dan pangkalan Lewis juga boleh bertindak sebagai pemangkin dalam tindak balas akrilat. Asid Lewis, seperti boron trifluoride etherate ((BF_3 \ CDOT OET_2)), boleh menyelaraskan dengan kumpulan karbonil monomer akrilat, meningkatkan kereaktifannya. Penyelarasan ini dapat memudahkan penambahan nukleofil atau monomer lain kepada akrilat, yang membawa kepada pembentukan ikatan kimia baru.
Lewis, sebaliknya, boleh bertindak sebagai pemangkin dalam beberapa reaksi akrilat dengan abstrak proton atau dengan menyelaraskan dengan monomer dengan cara yang berbeza. Sebagai contoh, amina tertiari boleh bertindak sebagai pangkalan Lewis dan mengambil bahagian dalam mekanisme tindak balas pempolimeran akrilat, terutamanya dalam beberapa proses pempolimeran anionik.
Kepentingan pemangkin dalam tindak balas akrilat
Pilihan pemangkin dalam tindak balas akrilat adalah penting kerana ia mempengaruhi kadar tindak balas, berat molekul polimer, tahap silang silang, dan sifat keseluruhan produk akhir.
Pemangkin yang cepat - bertindak boleh membawa kepada proses pempolimeran yang cepat, yang wajar dalam aplikasi di mana kitaran pengeluaran pendek diperlukan. Walau bagaimanapun, jika kadar tindak balas terlalu tinggi, ia boleh menyebabkan masalah seperti penjanaan haba yang berlebihan, yang boleh menyebabkan kemerosotan haba polimer atau substrat.
Pemangkin juga mempengaruhi berat molekul polimer. Dengan mengawal kadar permulaan dan penyebaran, adalah mungkin untuk mendapatkan polimer dengan berat molekul yang berbeza, yang seterusnya mempengaruhi sifat fizikal dan mekanikal polimer, seperti kelikatan, kekuatan, dan fleksibiliti.
Kesimpulan
Sebagai pembekal akrilat, saya memahami pentingnya pemangkin dalam reaksi akrilat. Pilihan pemangkin bergantung kepada pelbagai faktor, termasuk jenis monomer akrilat, keadaan reaksi yang dikehendaki (suhu, tekanan, kehadiran cahaya), dan sifat produk akhir. Sama ada pemula radikal yang bebas untuk proses pempolimeran terma, pemula redoks untuk sistem pengawetan suhu yang rendah, photoinitiator untuk aplikasi UV yang boleh disembuhkan, atau asid/asas Lewis untuk mekanisme tindak balas tertentu, setiap pemangkin memainkan peranan yang unik dalam tindak balas akrilat.
Sekiranya anda berminat untuk membeli akrilik untuk aplikasi khusus anda, sepertiButyl acrylate (BA) 141 - 32 - 2,2 - Etil Hexyl Acrylate (2 - EHA) 103 - 11 - 7, atauDan 96 - 33 - 3, dan memerlukan nasihat mengenai pemangkin yang sesuai, saya di sini untuk membantu anda. Hubungi saya untuk membincangkan keperluan anda dan memulakan perkongsian perniagaan yang berjaya.
Rujukan
- Odian, G. Prinsip pempolimeran. Wiley - Interscience, 2004.
- Koleske, JV et al. Primer industri cat dan salutan. Persekutuan Pertubuhan untuk Teknologi Coatings, 2003.
- Allen, G., & Bevington, JC Sains Polimer Komprehensif. Pergamon Press, 1989.