סינטעז פון רעאַקטיווע דילוענטן - (פריי-ראַדיקאַל UV-האַרטבאַרע דילוענטן)

די סינטעז מעטאָדן פֿאַר אַקרילאַט רעאַקטיווע דילוענטן אַרייַננעמען הויפּטזעכלעך דירעקטע עסטעריפיקאַציע, טראַנסעסטעריפיקאַציע, זויער קלאָריד מעטאָד, פאַזע-טראַנספער קאַטאַליז, און אַדיציע עסטעריפיקאַציע. אָבער, די מערהייט ווערן פּראָדוצירט דורך דירעקטע עסטעריפיקאַציע.

(1) דירעקטע עסטעריפיקאציע

CH₂=CHCOOH + ROH -קאַטאַליסט→ CH₂=CHCOOR + H₂O

  אָפט גענוצטע קאַטאַליסטן פֿאַר דירעקטע עסטעריפיקאַציע אַרייַננעמען קאָנצענטרירטע שוועבל זויער, פּ-טאָלוענעסולפאָניק זויער, און מעטאַנסולפאָניק זויער. ניצן קאָנצענטרירטע שוועבל זויער ווי אַן עסטעריפיקאַציע קאַטאַליסט טריגערט אָפט זייַט רעאַקציעס ווי דיכיידריישאַן, אַקסאַדיישאַן, און זיך-עסטעריפיקאַציע פון ​​די רעאַקטאַנץ. דאָס דזשענערירט פֿאַרשידענע ביי-פּראָדוקטן, קאָמפּליצירט פּראָדוקט רייניקונג און רוי מאַטעריאַל אָפּזוך, דיסראַפּט נאָך-באַהאַנדלונג פּראָצעסן, און קאָמפּראָמיטירט פּראָדוקט קוואַליטעט בשעת קאָראָדינג ויסריכט. דעריבער, PTSA איז פּרעדאָמינאַנטלי געניצט אין קראַנט ינדאַסטריאַל פּראָדוקציע רעכט צו זייַן אַדוואַנידזשיז, אַרייַנגערעכנט נידעריק דאָוסאַדזש רעקווירעמענץ, נידעריק רעאַקציע טעמפּעראַטורעס, הויך קאַנווערזשאַן ראַטעס, און העכער פּראָדוקט קוואַליטעט. נאָך רעאַקציע קאַמפּלישאַן, די קאַטאַליסט קענען זיין לייכט אפגעשיידט פון דעם פּראָדוקט, סימפּליפייינג די פּראָצעס וואָרקפלאָו. דאס וואסער וואס ווערט געשאפן בעת ​​דער עסטעריפיקאציע רעאקציע ווערט אוועקגענומען מיט אן אזעאטראפישן ענטריינער (דעכידראטירנדיקן אגענט). געוויינלעכע ענטריינערס שליסן איין בענזין, טאָלוען, קסילען, ציקלאהעקסאן, און ען-העפּטאן, וועלכע פארמען אזעאטראפן מיטן רעאקציע וואסער כדי עס אוועקצופירן. אלקאנען זענען טייער און שטארק וואלאטיל; קסילען פארמאגט א הויכן קאכפונקט; בענזין האט א רעלאטיוו נידעריגן קאכפונקט און הויכע וואלאטיליטעט, מאכנדיג עס שווער צו צוריקקריגן, און עס ווייזט הויכע טאקסיקיטעט. דעריבער, איז טאָלוען בכלל בילכער אלס דער ענטריינער. טאָלוען האט א קאכפונקט פון 110°C און א וואסער-טאָלוען אזעאטראפישן קאכפונקט פון 84°C; עס קאנדענסירט לייכט בעת וואקיום דיסטילאציע סאלווענט סטריפינג, וואס זיכערט א הויכן צוריקקריג ראטע, נידעריגערע טאקסיקיטעט ווי בענזין, און א רעלאטיוו עקאנאמישן קאסט. אבער, אין די לעצטע יארן, האבן רעגולאטורישע באגרענעצונגען אויף בענזין-סעריע סאלווענטס אין באדעקונגען, טינטן, און קלעפּשטאפן געפֿירט פילע פאבריקאנטן צו אויספאזן טאָלוען לטובת אלקאן-באזירטע ענטריינערס. פּאָלימעריזאַציע אינהיביטאָרן מוזן ווערן איינגעפירט בעת דעם עסטעריפיקאַציע פּראָצעס צו פאַרהיטן די פאַר-צייַטיקע פּאָלימעריזאַציע פון ​​דעם אַקריליק זויער מאָנאָמער און דעם רעזולטאַט אַקרילאַטן פּראָדוקט. אָפט גענוצטע אינהיביטאָרן אַרייַננעמען פענאָליק קאַמפּאַונדז (אַזאַ ווי הידראָקווינאָן [HQ] און טערט-בוטילהידראָקווינאָן [TBHQ]), אַמין קאַמפּאַונדז (אַזאַ ווי פענאָטיאַזין און פּ-פענילענעדיאַמין), און קופּער קאָאָרדינאַציע קאָמפּלעקסן (אַזאַ ווי קופּער דימעטהילדיעטילדיטהיאָקאַרבאַמאַט און קופּער דיבוטיל דיטהיאָקאַרבאַמאַט), אַפּליצירט אָדער ינדיווידועל אָדער ווי אַ געמישטע פאָרמולאַציע. פֿאַר העכערע אַלקיל אַקרילאַטעס, קען מען נוצן צעשמעלץ עסטעריפיקאַציע. די מעטאָדע נעמט אַוועק די נויט פֿאַר אַן ענטריינער און רעדוצירט די נויטיקע דאָזע פֿון קאַטאַליסטן און אינהיביטאָרן. נאָך אַ רעפֿלוקס רעאַקציע ביי 110–120°C, ווערט דעכידראַטאַציע דורכגעפֿירט, און נישט-רעאַגירטע אַקריליק זויער און רעשט וואַסער ווערן לעצטנס אַרויסגענומען דורך וואַקוום דיסטילאַציע, וואָס גיט העכערע אַלקיל אַקרילאַטעס מיט הויך ריינקייט און הויך ייעלדס.

(2) טראַנסעסטעריפיקאַציע

CH₂=CHCOOCH₃ + ROH → CH₂=CHCOOR + CH₃OH

  ווען מען צוגרייט העכערע אַלקיל אַקרילאַטעס אדער פונקציאָנעלע אַקרילאַטעס דורך טראַנסעסטעריפיקאַציע, ווערט מעטיל אַקרילאַט טיפּיש אויסגעקליבן ווי דער נידעריקער אַלקיל עסטער סטאַרטינג מאַטעריאַל. צוליב זיין נידעריקן קאָכפּונקט (80°C), מוז די עסטעריפיקאַציע דורכגעפירט ווערן ביי נידעריקערע טעמפּעראַטורן, וואָס פאַרלענגערט די רעאַקציע צייט. דערצו, דער ביי-פּראָדוקט מעטאַנאָל פאָרמירט אַן אַזעאָטראָפּ מיט מעטיל אַקרילאַט (קאָכפּונקט 62–63°C), וואָס טראָגט אַוועק דעם רעאַקטאַנט מעטיל אַקרילאַט און דעריבער פאַרקלענערט די טראָגן פון דעם ציל העכערן עסטער. מעטיל אַקרילאַט און העכערע אַקרילאַטעס זענען העכסט אונטערטעניק צו קאָפּאָלימעריזאַציע און האָמאָפּאָלימעריזאַציע, וואָס ווייטער פאַרקלענערט די טראָגן פון די העכערע אַקרילאַטעס; אַזוי, זענען אָפט נויטיק העכערע דאָזעס פון אינהיביטאָרן. צוליב קאָסטן באַטראַכטונגען און נאָך-באַהאַנדלונג קאָמפּלעקסיטעטן, ווערט דעם מעטאָד ניט מער גענוצט קאמערציעל פֿאַר דער סינטעז פון העכערע אַלקיל אַקרילאַטעס און פונקציאָנעלע אַקרילאַטעס.

(3) זויער כלאָריד מעטאָד

CH₂=CHCOOH + SOCl2 → CH₂=CHCOCl + HCl + CO₂

CH₂=CHCOCl + ROH → CH₂=CHCOOR + HCl

  די מעטאָדע רעאַגירט ערשט אַקריליק זויער מיט טהיאָניל קלאָריד צו סינטעזירן אַקרילאָיל קלאָריד, וואָס דערנאָך גייט דורך אַן עסטעריפיקאַציע רעאַקציע מיט אַן אַלקאָהאָל. עס דאַרף נישט קיין קאַטאַליסטן אָדער ענטריינערס. ווייַל די רעאַקציע גייט פאר ביי נידעריקע טעמפּעראַטורן, ווערט די צוגאב פון פּאָלימעריזאַציע אינהיביטאָרן אויך אַוווידאַד. די עסטעריפיקאַציע גייט פאר כּמעט קוואַנטיטאַטיוו, וואָס גיט אויסערגעוויינלעכע פּראָדוקט ריינקייט. אָבער, עס איז אַ צוויי-סטעפּ פּראָצעס מיט הויך פּראָדוקציע קאָסטן. די רעאַקציע דזשענערירט באַטייטיק וואַליומז פון HCl און SO₂ גאַזן, וואָס דאַרף מערפאַסיק-סטעפּ סקראַבינג סיסטעמען מיט דיילוטאַד אַלקאַליין סאַלושאַנז און וואַסער פֿאַר אַבזאָרפּשאַן.

(4) פאַזע-טראַנספער קאַטאַליז (PTC)

2CH₂=CH₃|C-COOH + Na₂CO₃ → 2CH₂=CH₃|C-COONa + CO₂ + H₂O

CH₂=CH₃|C-COONa + ClCH₂-CH₂O → CH₂=CH₃|C-COOCH₂-CH₂O + NaCl

  נאטריום מעטאַקרילאַט עקזיסטירט ווי אַ פעסטער מאַטעריאַל, בשעת עפּיכלאָרהידרין איז אַ פליסיקייט. אָן אַ קאַטאַליסט, איז די רעאַקציע צווישן זיי זייער טראָגלעך, וואָס מאַכט נויטיק אַ פאַזע-טראַנספער קאַטאַליסט (PTC). פּאַסיקע פאַזע-טראַנספער קאַטאַליסטן אַרייַננעמען קוואַטערנערי אַמאָוניום זאַלץ, קוואַטערנערי פאָספאָניום זאַלץ, און קרוין עטערס. קוואַטערנערי אַמאָוניום זאַלץ זענען די מערסט פאַרשפּרייט, אַזאַ ווי סעטילטרימעטהילאַמאָניום קלאָריד (CTAC), בענזילטרימעטהילאַמאָניום קלאָריד (BTMAC), און טעטראַמעטהילאַמאָניום קלאָריד (TMAC). די בייַזייַן פון נעץ אין דער רעאַקציע סיסטעם טריגערט זייַט רעאַקציעס; דעריבער, צו אָפּטימיזירן די פּראָדוקציע, מוזן ביידע די רוי מאַטעריאַלן און די רעאַקציע סיסטעם זיין געהאלטן שטרענג אַנהידראָוס און טרוקן.

(5) צוגאב עסטעריפיקאציע

CH₂=R₁|C-COOH + CH₂-CH₂O-R₂ → CH₂=R₁|C-COO-CH₂-OH|CH₂-R₂

  דורך אריינפירן עטילען אקסייד אדער פראפילען אקסייד גלייך אין (מעטה)אקריליק זויער אין דער אנוועזנהייט פון א קאטאליזאטאר, פאסירט א רינג-עפענענדיקע צוגאב עסטעריפיקאציע, סינטעזירנדיק הידראקסי (מעטה)אקרילאטן (ווי HEA, HEMA, HPA, אדער HPMA).