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Las resinas acrílicas se encuentran entre las más utilizadas en aplicaciones industriales que van desde recubrimientos hasta productos electrónicos y gafas, debido a su alto grado de durabilidad y claridad óptica. La estructura química del polímero acrílico tiene fuertes enlaces covalentes en su estructura principal, grupos laterales relativamente pequeños e incoloros y un impedimento estérico que surge de estos grupos laterales. Los fuertes enlaces y el impedimento estérico son responsables de tener una buena resistencia a la abrasión y la deformación, mientras que los grupos laterales crean una dispersión y absorción de luz mínimas, lo que conduce a una gran claridad óptica. |
Teniendo en cuenta lo anterior, resulta evidente por qué los fabricantes de resinas acrílicas deben controlar cuidadosamente la estructura del polímero acrílico y evitar defectos en la resina en aplicaciones que necesitan maximizar el rendimiento. Si bien la pureza de los monómeros acrílicos y el proceso de curado de la resina son factores importantes que influyen en la calidad, otro factor que a menudo se pasa por alto es la calidad y el tipo del iniciador de radicales libres.
Iniciadores para la fabricación de resina acrílica
Peróxidos orgánicos
El peróxido orgánico es el iniciador de polimerización por radicales libres más común que se utiliza para la fabricación de resinas, incluidas las acrílicas. Si bien es relativamente económico en relación con el precio en comparación con otros iniciadores de polimerización, presenta algunos desafíos notables, como se enumeran a continuación.
- Vulnerabilidad a la descomposición inducida por radicales, lo que reduce la eficiencia del iniciador
- Reactividad con algunos solventes y agentes sensibles a la oxidación-reducción, lo que crea condiciones de reacción de polimerización más desafiantes
- Imprevisibilidad con la cinética de reacción de primer orden, lo que aumenta la ineficiencia de la polimerización
- Propenso a la abstracción de hidrógeno de las cadenas de polímeros en crecimiento, lo que causa defectos y reduce el rendimiento
- Riesgos de seguridad extremos en el almacenamiento, el transporte y la manipulación
El uso de peróxidos orgánicos conlleva riesgos claros. Además de los importantes problemas de seguridad, es más probable que surjan problemas de productividad y menores rendimientos, lo que se traduce en mayores gastos operativos.
Iniciadores de azonitrilo
Cuando los fabricantes de resinas acrílicas necesitan maximizar la calidad y el rendimiento de sus productos, se prefieren los iniciadores de polimerización a base de azonitrilo, como Vazo™. Los compuestos de azonitrilo Vazo™ tienen un grupo de enlace central N2 que se descompone en dos radicales libres bajo calor o luz. En general, los iniciadores Vazo™ ofrecen las siguientes ventajas sobre los peróxidos orgánicos. Estas se detallan a continuación.
- Potencialmente más eficientes a un menor costo
- Crean condiciones de reacción más fáciles y cinéticas de primer orden predecibles
- Temperaturas de descomposición más altas y no son sensibles a los golpes
- Inducen un mayor rendimiento de polímeros con un mayor control sobre la estructura
Costo
Si bien los iniciadores de azonitrilo tienen costos más altos que los peróxidos orgánicos en términos de peso por peso en la mayoría de los casos, algunos peróxidos solo forman un único radical por molécula. En comparación, los iniciadores Vazo™ forman dos radicales por molécula. Por lo tanto, una comparación estricta de precios peso por peso puede no ser práctica, ya que Vazo™ puede ser más rentable en algunos casos porque requiere menos iniciador por peso para lograr una eficiencia similar o mejor.
Facilidad de uso
Como se mencionó, los peróxidos orgánicos son reactivos con algunos solventes y agentes sensibles a la oxidación-reducción en mezclas de reacción. Los iniciadores Vazo™ son inertes con muchos otros componentes en mezclas de reacción, lo que establece menos requisitos de condiciones de reacción de polimerización y los hace más fáciles de usar. Además, Vazo™ no depende de otras especies de reacción o condiciones para la descomposición. Por lo tanto, Vazo™ siempre presenta una cinética de descomposición de primer orden predecible.
Seguridad
Vazo™ es más seguro de manipular que los peróxidos orgánicos, que presentan riesgos de explosión si no se almacenan a temperaturas estrictamente controladas. En general, los compuestos Vazo™ tienen temperaturas de descomposición más altas que los peróxidos orgánicos y no son sensibles a los golpes, lo que reduce el riesgo de descomposición accidental y los riesgos de seguridad. Vazo™ también es un producto químico más seguro de manipular, ya que tiene baja toxicidad oral y no sensibiliza la piel si se toca.
Actuación
Durante la descomposición, tanto Vazo™ como los peróxidos orgánicos forman radicales libres. Sin embargo, los radicales hidroxilo formados durante la descomposición de los peróxidos orgánicos son oxidantes extremadamente fuertes que extraen fácilmente átomos de hidrógeno de las cadenas de polímeros en crecimiento. Comparativamente, los radicales libres que genera Vazo™ no extraen hidrógeno. El uso de peróxidos orgánicos crea radicales en sitios no deseados del polímero, lo que da como resultado ramificaciones inesperadas y problemas de calidad del polímero. Esto reduce el rendimiento ya que las estructuras del polímero se descontrolan, lo que aumenta tanto la inconsistencia del peso molecular del polímero como la polidispersión.
Fabricación de resina acrílica y Vazo™
Varias aplicaciones que utilizan resinas acrílicas se beneficiarán en términos de calidad y rendimiento con el uso de Vazo™. A continuación, se enumeran ejemplos y ventajas específicas que se obtienen con el uso de Vazo™.
