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Le resine acriliche sono tra le più ampiamente utilizzate nelle applicazioni industriali che spaziano dai rivestimenti all'elettronica agli occhiali, grazie al loro elevato grado di durevolezza e chiarezza ottica. La struttura chimica del polimero acrilico presenta forti legami covalenti nella sua struttura principale, gruppi laterali relativamente piccoli e incolori e impedimento sterico derivante da questi gruppi laterali. I forti legami e l'impedimento sterico sono responsabili di una buona resistenza all'abrasione e alla deformazione, mentre i gruppi laterali creano una minima dispersione e assorbimento della luce, portando a una grande chiarezza ottica. |
Considerato quanto sopra, è evidente perché i produttori di resina acrilica debbano controllare attentamente la struttura del polimero acrilico e prevenire difetti della resina in applicazioni che necessitano di massimizzare le prestazioni. Mentre la purezza dei monomeri acrilici e il processo di polimerizzazione della resina sono fattori importanti che influenzano la qualità, un altro fattore spesso trascurato è la qualità e il tipo di iniziatore di radicali liberi.
Iniziatori per la produzione di resina acrilica
Perossidi organici
Il perossido organico è l'iniziatore di polimerizzazione a radicali liberi più comune utilizzato per la produzione di resine, comprese le resine acriliche. Sebbene relativamente poco costoso su base pound-for-pound rispetto ad altri iniziatori di polimerizzazione, presenta alcune sfide notevoli, come elencato di seguito.
- Vulnerabilità alla decomposizione indotta dai radicali, che riduce l'efficienza dell'iniziatore
- Reattività con alcuni solventi e agenti sensibili al redox, che creano condizioni di reazione di polimerizzazione più difficili
- Imprevedibilità con cinetica di reazione di primo ordine, che aumenta l'inefficienza della polimerizzazione
- Soggetto all'estrazione di idrogeno dalle catene polimeriche in crescita, che causa difetti e resa ridotta
- Pericoli estremi per la sicurezza durante lo stoccaggio, il trasporto e la movimentazione
Esistono chiari rischi associati all'uso di perossidi organici. Oltre alle principali preoccupazioni per la sicurezza, è più probabile che si verifichino problemi di produttività e rese inferiori, con conseguenti maggiori spese operative.
Iniziatori azonitrilici
Quando i produttori di resine acriliche hanno bisogno di massimizzare la qualità e le prestazioni dei loro prodotti, sono preferiti gli iniziatori di polimerizzazione a base di azonitrile, come Vazo™. I composti azonitrilici Vazo™ hanno un gruppo di collegamento centrale N2 che si decompone in due radicali liberi sotto l'effetto del calore o della luce. In generale, gli iniziatori Vazo™ offrono i seguenti vantaggi rispetto ai perossidi organici. Questi sono descritti in dettaglio di seguito.
- Potenzialmente più efficienti a un costo inferiore
- Creano condizioni di reazione più semplici e cinetiche di primo ordine prevedibili
- Temperature di decomposizione più elevate e non sono sensibili agli urti
- Inducono una resa maggiore di polimeri con un maggiore controllo sulla struttura
Costo
Mentre gli iniziatori azonitrilici hanno costi più elevati rispetto ai perossidi organici su base libbra per libbra nella maggior parte dei casi, alcuni perossidi formano solo un singolo radicale per molecola. In confronto, gli iniziatori Vazo™ formano due radicali per molecola. Pertanto, un rigoroso confronto dei prezzi libbra per libbra potrebbe non essere pratico poiché Vazo™ potrebbe essere più conveniente in alcuni casi perché richiede meno iniziatore in peso per ottenere un'efficienza simile o migliore.
Facilità d'uso
Come accennato, i perossidi organici sono reattivi con alcuni solventi e agenti sensibili al redox nelle miscele di reazione. Gli iniziatori Vazo™ sono inerti con molti altri componenti nelle miscele di reazione, il che determina meno requisiti di condizioni di reazione di polimerizzazione e li rende più facili da usare. Inoltre, Vazo™ non dipende da altre specie di reazione o condizioni per la decomposizione. Pertanto, Vazo™ presenta sempre una cinetica di decomposizione di primo ordine prevedibile.
Sicurezza
Vazo™ è più sicuro da maneggiare rispetto ai perossidi organici, che presentano rischi di esplosione se non vengono conservati a temperature rigorosamente controllate. In generale, i composti Vazo™ hanno temperature di decomposizione più elevate rispetto ai perossidi organici e non sono sensibili agli urti, riducendo il rischio di decomposizione accidentale e i rischi per la sicurezza. Vazo™ è anche una sostanza chimica più sicura da maneggiare, poiché ha una bassa tossicità orale e non sensibilizza la pelle se toccata.
Prestazione
Durante la decomposizione, sia Vazo™ che i perossidi organici formano radicali liberi. Tuttavia, i radicali idrossilici formati durante la decomposizione dei perossidi organici sono ossidanti estremamente forti che assorbono facilmente atomi di idrogeno dalle catene polimeriche in crescita. Comparativamente, i radicali liberi generati da Vazo™ non assorbono idrogeno. L'uso di perossidi organici crea radicali in siti indesiderati del polimero, con conseguenti problemi di ramificazione e qualità del polimero inaspettati. Ciò riduce la resa poiché le strutture polimeriche diventano incontrollate, aumentando sia l'incoerenza del peso molecolare del polimero che la polidispersità.
Produzione di Vazo™ e resina acrilica
Diverse applicazioni che utilizzano resine acriliche trarranno beneficio in termini di qualità e prestazioni dall'uso di Vazo™. Di seguito sono elencati esempi e vantaggi specifici ottenuti utilizzando Vazo™.
