Iniciadores de radicales libres Vazo™ para resinas de recubr
Resinas de recubrimiento y polimerización por radicales libres
Muchos de los recubrimientos que se utilizan en los mercados industriales, automotrices y arquitectónicos dependen de resinas de recubrimiento orgánicas. Además de brindar adherencia, durabilidad, flexibilidad y propiedades de brillo, estas resinas actúan como el componente formador de película que une otros componentes, como pigmentos y aditivos, en un sistema uniforme. Este sistema es el recubrimiento que brinda protección y mejoras visuales al sustrato.
Un método clave para crear estas resinas es mediante la polimerización por radicales libres, en la que los polímeros de resina se forman combinando intermediarios de radicales libres mediante reacciones de adición favorecidas termodinámicamente. Generalmente, los monómeros que se pueden polimerizar mediante esta técnica son alquenos o alquenos funcionalmente sustituidos, como los monómeros acrílicos. Algunos ejemplos de monómeros acrílicos y otros monómeros que se polimerizan mediante polimerización por radicales libres son los siguientes:
Acrilato de metilo
Acrilamida
Metacrilato de metilo
Acetato de vinilo
Ácido acrílico
Cloruro de vinilo
Estireno
Etileno
Para iniciar el proceso de polimerización por radicales libres, primero se debe introducir un iniciador en los monómeros. Cuando se activa, el iniciador servirá como fuente de radicales libres que se unirán a los monómeros de alqueno y los abrirán, produciendo a su vez otro radical libre. El radical libre recién formado unido al monómero del iniciador continuará luego abriéndose y uniéndose a otro monómero, repitiendo el proceso para propagarse y crear polímeros. Dado que el iniciador desempeña un papel fundamental en la polimerización, se debe utilizar el iniciador adecuado.
Iniciadores de polimerización por radicales libres Vazo™
Vazo™ es una clase de compuestos azo que producen iniciadores de polimerización por radicales libres, que son altamente eficientes y fáciles de usar para proporcionar iniciación por radicales libres para generar resinas poliméricas utilizadas en recubrimientos. Como estos compuestos tienen un grupo de enlace central de N2, existe una fuerza impulsora termodinámicamente favorable para liberar gas N2 del compuesto, lo que permite que los iniciadores de radicales se formen fácilmente mediante descomposición térmica o fotolítica. El esquema general de descomposición química de Vazo™ en gas N2 e iniciadores de radicales se muestra a continuación.
Vazo™ no reacciona con solventes, colorantes, pigmentos o agentes sensibles a la oxidación-reducción, y los grados no solubles en agua no son sensibles al pH con respecto a la descomposición. Esto hace que Vazo™ sea más fácil de usar en varios sistemas, dado que existen menos requisitos de condiciones de reacción. Además, dado que la descomposición está controlada por la temperatura en lugar de por otras especies químicas, Vazo™ tiene una cinética de reacción de primer orden que es altamente predecible.
Beneficios clave de Vazo™ en la polimerización por radicales libres para resinas de recubrimiento
Varios factores hacen que Vazo™ sea la mejor opción como iniciador para fabricar resinas poliméricas utilizadas en recubrimientos. Debido al mecanismo de descomposición altamente controlado de Vazo™, como se mencionó, se pueden crear polímeros que tienen pesos moleculares específicos, polidispersidad limitada y menor viscosidad.
Otra propiedad fundamental de Vazo™ para crear polímeros utilizados en recubrimientos es que no absorbe fácilmente el hidrógeno de las cadenas de polímeros en crecimiento. Durante la etapa de propagación de la polimerización, otros iniciadores de polimerización por radicales libres, como los peróxidos orgánicos, pueden absorber hidrógeno y dejar un sitio abierto inesperado que provoca la propagación de forma descontrolada, lo que da lugar a polímeros reticulados prematuramente. A continuación se muestra un ejemplo de esto.
Radical Non-Vazo™ (Peróxido orgánico)
Como Vazo™ no abstrae fácilmente el hidrógeno, puede garantizar que se produzca el polímero de resina deseado y se reduzcan los defectos de la cadena de polímero. Esto hace que Vazo™ sea especialmente útil para aplicaciones de recubrimiento de polímeros nuevos y especiales. Además, dado que Vazo™ carece de enlaces de oxígeno, se minimizan las oportunidades de escisión de la cadena y "descompresión" prematura de los polímeros, lo que evita la degradación prematura de la película y el amarilleo asociado de los recubrimientos que puede ocurrir con los iniciadores de peróxido orgánico.
Por último, con la implementación de regulaciones ambientales y de aire limpio, se han desarrollado recientemente técnicas de polimerización por radicales libres para producir resinas con bajo contenido de COV que requieren el uso de un iniciador azo. Los ejemplos incluyen técnicas de transferencia de cadena catalítica (CCT) y transferencia de cadena de fragmentación adicional reversible (RAFT).
Cómo seleccionar y utilizar los compuestos Vazo™ para resinas de recubrimiento
En general, los grados Vazo™ se seleccionan en función del medio de reacción (disolvente) y la temperatura de reacción deseada. Los grados Vazo™ están disponibles en opciones de rango de temperatura de reacción de bajo a alto, así como variedades solubles en agua y en disolventes. El número asociado con cada grado es una guía aproximada para una temperatura de vida media de 10 horas, donde un rango de temperatura de reacción adecuado puede ser de 10 °C a 30 °C por encima o por debajo del número de grado. Los grados de temperatura de iniciación más baja de Vazo™ son útiles cuando la formación de bajo color es una prioridad, como en los recubrimientos transparentes.
La siguiente tabla describe los grados que se pueden considerar para producir polímeros para resinas de recubrimiento, por aplicación:
Compuesto azoico muy versátil: soluble tanto en sistemas acuosos como orgánicos.
Las tasas de uso de Vazo™ varían de 0,01 a 4 % en peso (por peso de monómero), con una tasa de uso media de 0,5 a 1,5 % en peso (por peso de monómero). Vazo™ se puede utilizar en polimerizaciones de radicales libres a granel, en solución, en suspensión o en emulsión como único iniciador. Incluso se puede combinar con otros tipos de iniciadores si se desea, ya que Vazo™ no sufre descomposición inducida por radicales libres en comparación con otros iniciadores como los peróxidos orgánicos.
Resumen
Muchas industrias dependen de resinas de alta calidad para formular revestimientos. Estos revestimientos incluyen los que se utilizan en edificios arquitectónicos, vehículos y estructuras marinas, automóviles e incluso envases para bienes de consumo. La polimerización por radicales libres es una técnica ampliamente utilizada para crear resinas poliméricas para revestimientos, y esta técnica de polimerización requiere el uso de un iniciador de radicales libres. Los iniciadores de radicales libres Vazo™ ofrecen las siguientes características:
No reactividad con otros componentes en formulaciones de recubrimientos, como solventes, colorantes, agentes sensibles a la oxidación-reducción y otros aditivos
Descomposición basada en la temperatura, en lugar de depender de otros componentes de la solución
Mayor control sobre la formación de la estructura del polímero de recubrimiento, con menos defectos de cadena y reticulación prematura
Minimización de la escisión de la cadena y degradación de la película, lo que conduce a un menor amarilleamiento en los recubrimientos
Variedad de opciones de grado para su idoneidad en una gama de solventes y temperaturas de reacción
Estas características benefician a los fabricantes de resinas, quienes cuentan con un iniciador que es más fácil de usar, formará con precisión los polímeros deseados para cada aplicación de recubrimiento y permitirá la producción de polímeros de alta calidad.
Contáctenos a continuación para solicitar una cotización de Vazo™ para usar en su proceso de polimerización de resina de recubrimiento.
