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Les résines acryliques sont parmi les plus utilisées dans les applications industrielles allant des revêtements à l'électronique en passant par les lunettes, en raison de leur haut degré de durabilité et de clarté optique. La structure chimique du polymère acrylique présente de fortes liaisons covalentes dans son squelette, des groupes latéraux relativement petits et incolores et un encombrement stérique provenant de ces groupes latéraux. Les liaisons fortes et l'encombrement stérique sont responsables d'une bonne résistance à l'abrasion et à la déformation, tandis que les groupes latéraux créent une diffusion et une absorption de la lumière minimales, ce qui conduit à une grande clarté optique. |
Compte tenu de ce qui précède, il est évident que les fabricants de résine acrylique doivent contrôler soigneusement la structure du polymère acrylique et éviter les défauts de résine dans les applications qui doivent maximiser les performances. Si la pureté des monomères acryliques et le processus de durcissement de la résine sont des facteurs majeurs qui influencent la qualité, un autre facteur souvent négligé est la qualité et le type de l'initiateur de radicaux libres.
Initiateurs pour la fabrication de résine acrylique
Peroxydes organiques
Le peroxyde organique est l'initiateur de polymérisation radicalaire le plus couramment utilisé pour la fabrication de résines, y compris les résines acryliques. Bien qu'il soit relativement peu coûteux au poids par rapport aux autres initiateurs de polymérisation, il présente quelques défis notables, comme indiqué ci-dessous.
- Vulnérabilité à la décomposition induite par les radicaux, réduisant l'efficacité de l'initiateur
- Réactivité avec certains solvants et agents sensibles à la redox, créant des conditions de réaction de polymérisation plus difficiles
- Imprévisibilité de la cinétique de réaction du premier ordre, augmentant l'inefficacité de la polymérisation
- Sujet à l'abstraction d'hydrogène des chaînes polymères en croissance, provoquant des défauts et un rendement réduit
- Risques de sécurité extrêmes lors du stockage, du transport et de la manipulation
L'utilisation de peroxydes organiques comporte des risques évidents. Outre les problèmes de sécurité majeurs, des problèmes de productivité et des rendements inférieurs sont plus susceptibles de se produire, ce qui entraîne des dépenses d'exploitation plus élevées.
Initiateurs d'azonitrile
Lorsque les fabricants de résine acrylique doivent optimiser la qualité et les performances de leurs produits, les initiateurs de polymérisation à base d'azonitrile, tels que Vazo™, sont privilégiés. Les composés d'azonitrile Vazo™ ont un groupe de liaison central N2 qui se décompose en deux radicaux libres sous l'effet de la chaleur ou de la lumière. En général, les initiateurs Vazo™ offrent les avantages suivants par rapport aux peroxydes organiques. Ceux-ci sont détaillés ci-dessous.
- Potentiellement plus efficace à moindre coût
- Créer des conditions de réaction plus faciles et une cinétique de premier ordre prévisible
- Températures de décomposition plus élevées et ne sont pas sensibles aux chocs
- Induire un rendement plus élevé de polymères avec un meilleur contrôle de la structure
Coût
Bien que les initiateurs d'azonitrile aient des coûts plus élevés que les peroxydes organiques sur une base livre pour livre dans la plupart des cas, certains peroxydes ne forment qu'un seul radical par molécule. En comparaison, les initiateurs Vazo™ forment deux radicaux par molécule. Par conséquent, une comparaison stricte des prix livre pour livre peut ne pas être pratique puisque Vazo™ peut être plus rentable dans certains cas car il nécessite moins d'initiateur en poids pour obtenir une efficacité similaire ou supérieure.
Facilité d'utilisation
Comme mentionné précédemment, les peroxydes organiques réagissent avec certains solvants et agents sensibles à la redox dans les mélanges réactionnels. Les initiateurs Vazo™ sont inertes avec de nombreux autres composants des mélanges réactionnels, ce qui réduit les exigences en termes de conditions de réaction de polymérisation et les rend plus faciles à utiliser. De plus, Vazo™ ne dépend pas d'autres espèces ou conditions de réaction pour la décomposition. Par conséquent, Vazo™ présente toujours une cinétique de décomposition du premier ordre prévisible.
Sécurité
Vazo™ est plus sûr à manipuler que les peroxydes organiques, qui présentent des risques d'explosion s'ils ne sont pas stockés à des températures strictement contrôlées. En général, les composés Vazo™ ont des températures de décomposition plus élevées que les peroxydes organiques et ne sont pas sensibles aux chocs, ce qui réduit le risque de décomposition accidentelle et les risques pour la sécurité. Vazo™ est également un produit chimique plus sûr à manipuler, car il présente une faible toxicité orale et ne sensibilise pas la peau en cas de contact.
Performance
Lors de la décomposition, Vazo™ et les peroxydes organiques forment des radicaux libres. Cependant, les radicaux hydroxyles formés lors de la décomposition des peroxydes organiques sont des oxydants extrêmement puissants qui extraient facilement les atomes d'hydrogène des chaînes polymères en croissance. En comparaison, les radicaux libres générés par Vazo™ n'extraient pas l'hydrogène. L'utilisation de peroxydes organiques crée des radicaux sur des sites indésirables du polymère, ce qui entraîne des ramifications inattendues et des problèmes de qualité du polymère. Cela réduit le rendement car les structures du polymère deviennent incontrôlables, ce qui augmente à la fois l'incohérence du poids moléculaire du polymère et la polydispersité.
Fabrication de Vazo™ et de résine acrylique
Plusieurs applications utilisant des résines acryliques bénéficieront de la qualité et des performances de Vazo™. Vous trouverez ci-dessous des exemples et des avantages spécifiques obtenus grâce à l'utilisation de Vazo™.
