 |
Acrylharsen behoren tot de meest gebruikte in industriële toepassingen, variërend van coatings tot elektronica tot brillen, vanwege hun hoge mate van duurzaamheid en optische helderheid. De chemische structuur van het acrylpolymeer heeft sterke covalente bindingen in zijn ruggengraat, relatief kleine en kleurloze zijgroepen en sterische hindering die voortkomt uit deze zijgroepen. De sterke bindingen en sterische hindering zijn verantwoordelijk voor een goede weerstand tegen slijtage en vervorming, terwijl de zijgroepen minimale lichtverstrooiing en -absorptie creëren, wat leidt tot een grote optische helderheid. |
Gezien het bovenstaande is het duidelijk waarom fabrikanten van acrylhars de acrylpolymeerstructuur zorgvuldig moeten controleren en harsdefecten moeten voorkomen in toepassingen die de prestaties moeten maximaliseren. Hoewel de zuiverheid van acrylmonomeren en het uithardingsproces van de hars belangrijke factoren zijn die de kwaliteit beïnvloeden, is een andere factor die vaak over het hoofd wordt gezien de kwaliteit en het type van de vrije radicaleninitiator.
Initiatiefnemers voor de productie van acrylhars
Organische peroxiden
Organisch peroxide is de meest voorkomende vrije radicalen polymerisatie-initiator die wordt gebruikt voor de productie van hars, waaronder acrylharsen. Hoewel het relatief goedkoop is op een pond-voor-pond basis vergeleken met andere polymerisatie-initiatoren, brengt het een paar opvallende uitdagingen met zich mee, zoals hieronder vermeld.
- Kwetsbaarheid voor radicalen-geïnduceerde ontleding, waardoor de efficiëntie van de initiator afneemt
- Reactiviteit met sommige oplosmiddelen en redoxgevoelige middelen, waardoor er meer uitdagende polymerisatiereactieomstandigheden ontstaan
- Onvoorspelbaarheid met eerste-orde reactiekinetiek, waardoor de polymerisatie-inefficiëntie toeneemt
- Gevoelig voor waterstofonttrekking uit groeiende polymeerketens, wat defecten en een lagere opbrengst veroorzaakt
- Extreme veiligheidsrisico's bij opslag, transport en behandeling
Er zijn duidelijke risico's verbonden aan het gebruik van organische peroxiden. Naast de grote veiligheidsproblemen, is de kans groter dat er productiviteitsproblemen en lagere opbrengsten optreden, wat leidt tot hogere bedrijfskosten.
Azonitrile-initiatoren
Wanneer fabrikanten van acrylhars de kwaliteit en prestaties van hun producten moeten maximaliseren, hebben azonitril-gebaseerde polymerisatie-initiatoren, zoals Vazo™, de voorkeur. Vazo™ azonitrilverbindingen hebben een N2 centrale verbindingsgroep die onder invloed van hitte of licht uiteenvalt in twee vrije radicalen. Over het algemeen bieden Vazo™ initiatoren de volgende voordelen ten opzichte van organische peroxiden. Deze worden hieronder beschreven.
- Potentieel efficiënter tegen lagere kosten
- Creëer gemakkelijkere reactieomstandigheden en voorspelbare eerste-orde kinetiek
- Hogere ontledingstemperaturen en zijn niet schokgevoelig
- Induceer een hogere opbrengst van polymeren met meer controle over de structuur
Kosten
Hoewel azonitril-initiatoren in de meeste gevallen hogere kosten hebben dan organische peroxiden op een pond-voor-pond-basis, vormen sommige peroxiden slechts één radicaal per molecuul. Ter vergelijking: Vazo™-initiatoren vormen twee radicalen per molecuul. Daarom is een strikte pond-voor-pond-prijsvergelijking mogelijk niet praktisch, aangezien Vazo™ in sommige gevallen kostenefficiënter kan zijn omdat er minder initiator per gewicht nodig is om een vergelijkbare of betere efficiëntie te bereiken.
Gebruiksgemak
Zoals vermeld, reageren organische peroxiden met sommige oplosmiddelen en redoxgevoelige middelen in reactiemengsels. Vazo™-initiatoren zijn inert met veel andere componenten in reactiemengsels, waardoor er minder polymerisatiereactieconditievereisten zijn en ze gemakkelijker te gebruiken zijn. Bovendien is Vazo™ niet afhankelijk van andere reactiespecies of -condities voor ontleding. Daarom presenteert Vazo™ altijd voorspelbare eerste-orde ontledingskinetiek.
Veiligheid
Vazo™ is veiliger om te hanteren dan organische peroxiden, die explosiegevaar opleveren als ze niet worden opgeslagen onder strikt gecontroleerde temperaturen. Over het algemeen hebben Vazo™-verbindingen hogere ontledingstemperaturen dan organische peroxiden en zijn ze niet schokgevoelig, waardoor het risico op accidentele ontleding en veiligheidsrisico's wordt verminderd. Vazo™ is ook een veiligere chemische stof om te hanteren, omdat het een lage orale toxiciteit heeft en de huid niet gevoelig maakt bij aanraking.
Prestatie
Tijdens de ontleding vormen zowel Vazo™ als organische peroxiden vrije radicalen. De hydroxylradicalen die tijdens de ontleding van organische peroxiden worden gevormd, zijn echter extreem sterke oxidatoren die gemakkelijk waterstofatomen uit groeiende polymeerketens abstraheren. Ter vergelijking: de vrije radicalen die Vazo™ genereert, abstraheren geen waterstof. Het gebruik van organische peroxiden creëert radicalen op ongewenste plekken van het polymeer, wat resulteert in onverwachte vertakking en problemen met de polymeerkwaliteit. Dit vermindert de opbrengst omdat de polymeerstructuren ongecontroleerd worden, waardoor zowel de inconsistentie van het molecuulgewicht van het polymeer als de polydispersiteit toenemen.
Vazo™ en acrylharsproductie
Verschillende toepassingen die acrylharsen gebruiken, profiteren van kwaliteit en prestaties door het gebruik van Vazo™. Hieronder staan voorbeelden en specifieke voordelen die worden behaald door het gebruik van Vazo™.
