Kaip pasigaminti metilmetakrilato monomerą (MMA)?

Pasaulyje metilmetakrilato (MMA) gamyba siekia maždaug keturis milijonus metrinių tonų per metus, o didžioji jo dalis dingsta gaminiuose, apie kuriuos žmonės niekada negalvoja kaip „chemikalų“, iš viso - langų plokštės, automobilių galiniai žibintai, dantų vainikėliai, išorės dažai. MMA yra polimetilmetakrilato (PMMA) monomeras, parduodamas tokiais pavadinimais kaip Plexiglas, Lucite ir Perspex, ir tai yra vienas iš labiausiai parduodamų akrilo statybinių blokų chemijos pramonėje.

Jei perkate šią medžiagą, klausimas, kaip ji iš tikrųjų pagaminta, nėra tik fono smulkmenos. Tiekėjo naudojamas gamybos būdas vėliau rodomas analizės sertifikate -: grynumas, rūgštingumas, drėgmės kiekis ir kaip partija veikia jūsų procese. Šiame vadove aprašoma MMA chemija, penki pramoniniai jo gamybos būdai, kaip gaunamas monomeras atrodo popieriuje ir ką reikia patikrinti prieš pasirašant pirkimo užsakymą.

Kas yra metilmetakrilato monomeras?

Metilo metakrilatas- taip pat vadinamas metakrilo rūgšties metilo esteriu - yra organinis esteris, kurio formulė C5H8O2. Kambario temperatūroje tai skaidrus, bespalvis skystis, plonas ir lakus, saldaus, beveik vaisių kvapo, kuris linkęs nustebinti žmones, kurie tikisi, kad pramoniniai chemikalai kvepės aštriai. Molekulė savo metakrilato grupėje turi reaktyviąją dvigubą jungtį, ir ši dviguba jungtis iš tikrųjų yra visa istorija: tai leidžia atskiroms MMA molekulėms susijungti į ilgus polimerus laisvųjų -radikalių polimerizacijos metu, paverčiant skystą monomerą kietu PMMA.

Pagrindiniai identifikatoriai

Kaip gaminamas metilmetakrilato monomeras? (5 gamybos maršrutai)

Paprastai tai yra dalis, kurios pirkėjai iš tikrųjų ieško, ir dėl rimtos priežasties - gamybos būdas turi įtakos šalutinių produktų tvarkymui, kainai ir priemaišų profiliui, kuris patenka į jūsų partiją. Žemiau pateikiamas greitas palyginimas, po kurio pateikiamas kiekvieno proceso suskirstymas.

Proceso palyginimas

1. Acetono cianohidrinas (ACH) - Vis dar darbo arkliukas

Didžioji dalis pasaulio MMA vis dar ateina iš šio maršruto, ir tai vyksta trimis etapais.

Pirma, acetonas reaguoja su vandenilio cianidu esant bazinei katalizei, sudarydamas acetono cianohidriną. Antra, šis tarpinis produktas reaguoja su koncentruota sieros rūgštimi ir susidaro metakrilamido sulfatas. Trečia, metakrilamido sulfatas reaguoja su metanoliu, todėl šalutinis produktas yra MMA ir amonio sulfatas.

Iš ten žalias srautas distiliuojamas ir pasiekia komercinį grynumą -, paprastai 99 % arba didesnį. ACH procesas gerai keičiasi ir duoda pastovų derlių, todėl jis išliko dominuojantis dešimtmečius, tačiau jis patiria realias tvarkymo išlaidas: vandenilio cianidas yra tikrai pavojingas, o šalutinis amonio sulfatas turi patekti kažkur, paprastai į trąšų rinką.

2. Tiesioginis esterifikavimas

Paprastesnis būdas: metakrilo rūgštį tiesiogiai reaguokite su metanoliu, naudodami rūgšties katalizatorių, dažniausiai sieros rūgštį. Tai suteikia MMA ir vandens. Tada neapdorotas produktas distiliuojamas, kad būtų pašalinta nesureagavusi rūgštis ir likęs vanduo. Šis veiksmas dažnai pasireiškia kitų procesų, -, pvz., C3/C4 maršruto toliau -, pabaigoje, kai metakrilo rūgštis gamina kaip tarpinį produktą prieš galutinį esterifikavimą.

3. Etileno procesas

Čia etilenas oksiduojasi į acto rūgštį, kuri vėliau reaguoja su formaldehidu ir vandenilio cianido rūgšties dariniais, sudarydama etileno cianohidriną, o tarpinis produktas kataliziškai paverčiamas MMA. Šalutiniai produktai yra etanolis, etilo acetatas ir metiletilketonas. Tai rečiau nei ACH procesas visame pasaulyje, tačiau gamintojai, turintys didelę prieigą prie etileno žaliavos, kartais tam teikia pirmenybę.

4. C3/C4 oksidacija

Naujesnis požiūris, kuris sulaukia susidomėjimo dėl konkrečios priežasties: jis visiškai praleidžia vandenilio cianidą. Izobutilenas arba tret{1}}butanolis oksiduojasi į metakrilo rūgštį, kuri vėliau esterinama metanoliu, kad susidarytų MMA. Gamintojai regionuose, kuriuose gausu izobutileno tiekimo, ir tie, kurie nori sumažinti su cianidu susijusią saugą ir leisti galvos skausmus, pasirinko šį kelią.

5. BASF procesas

Keturių{0}}veiksmų metodas, pagrįstas etilenu:

• Etilenas hidroformilinimo būdu paverčiamas propionaldehidu.
• Propionaldehidas reaguoja su formaldehidu, sudarydamas metakroleiną.
• Metakroleinas oksiduojamas iki metakrilo rūgšties.
• Metakrilo rūgštis esterinama metanoliu, kad gautų MMA.

Tik nedaugelis didelių vertikaliai integruotų gamintojų vykdo šį procesą, nes tam reikalinga visa etileno -su-esterio infrastruktūra.

Valymas ir kodėl MMA pristatomas su inhibitoriumi

Kad ir kokiu būdu jis būtų pagamintas, neapdorotas MMA yra frakcinis distiliavimas, kad būtų pasiektas 99,5–99,9 % grynumas. Tačiau yra vienas dalykas: ta pati dviguba jungtis, dėl kurios MMA polimerizuojasi pagal poreikį, taip pat sukelia norą polimerizuotis savarankiškai, nekontroliuojamai, jei nesate atsargūs. Štai kodėl komercinis MMA niekada nesiunčiamas „tvarkingai“ - jame visada yra nedidelė inhibitorių dozė, paprastai MEHQ (hidrochinono monometilo eteris) arba Topanolis A, kurio koncentracija yra maždaug 15–30 ppm. Šie inhibitoriai tinkamai veikia tik tada, kai skystyje yra šiek tiek ištirpusio deguonies, todėl laikymo instrukcijose paprastai reikalaujama, kad statiniai būtų laikomi po oru, o ne azotu - – tai detalė, kurią verta įdėti tiesiai į saugyklos SOP.

Nuo monomero iki polimero: kaip MMA tampa PMMA

Pats MMA nėra plastikas. Tai skystis - žaliava, kuri polimerizuodamasi tampa plastiku. Laisvųjų radikalų polimerizacija, kurią sukelia šiluma, šviesa arba cheminis iniciatorius, sujungia atskiras MMA molekules į ilgas grandines, kad susidarytų polimetilmetakrilatas, geriau žinomas kaip akrilas.

Homopolimeras PMMAyra pagamintas tik iš MMA blokų ir suteikia jums aiškumo bei UV stabilumo, kurį žmonės asocijuoja su akriliniu stiklu. Jo stiklėjimo temperatūra yra apie 105 laipsnius.

Kopolimeraisumaišykite MMA su kitais monomerais - butilo akrilatu, 2-etilheksilakrilatu, stirenu, akrilo rūgštimi, metakrilo rūgštimi -, kad nustatytumėte kietumą, lankstumą ir Tg konkrečiam naudojimui, nesvarbu, ar tai būtų išorės dažai, ar slėgiui jautrūs dažai.

MMA prieš PMMA: jie nėra tas pats dalykas

„Metilmetakrilatas“ ir „akrilas“ kartais vartojami pakaitomis, o tai sukelia painiavą. Verta išsiaiškinti:

MMA yra tai, ką perkate kaip žaliavą. PMMA yra tai, ką jūsų klientai galiausiai pamato - langą, ženklą, implantą.

kam naudojamas metilmetakrilatas?

Pramoniniai pritaikymai

Akrilo lakštų gamyba yra didžiausia - iškabos, stoglangiai, langai, apsauginės užtvaros, vitrinos - – visa tai priklauso nuo PMMA skaidrumo ir atsparumo oro sąlygoms.MMAtaip pat labai pastebimas paviršių dangose ​​(išorės dažuose, automobilių apdailos, jūrinėse dangose, grindų poliravimo priemonėse), kur svarbus greitas kietėjimas ir atsparumas UV spinduliams, taip pat klijuose ir sandarikliuose, skirtuose statyboms ir automobilių surinkimui. Mažo-klampumo MMA reaktyviosios dervos taip pat naudojamos betono įtrūkimams sandarinti ir užpildyti. Kalbant apie plastiką, MMA{3}}butadieno-stireno (MBS) dervos pagerina atsparumą smūgiams skaidriuose standžiuose PVC - buteliuose. Jis netgi pasirodo elektronikoje, šviesos kreipiančiose plokštėse, kurios naudojasi MMA izoliacinėmis savybėmis.

Medicina ir odontologija

Dėl PMMA biologinio suderinamumo jis yra standartinė kaulinio cemento medžiaga ortopedinėje chirurgijoje ir intraokuliniams lęšiams. Odontologijoje MMA yra už dantų protezų, vainikėlių ir dantų cemento – visa tai priklauso nuo greito ir patikimo kietėjimo.

Mažesnės, bet tikros programos

MMA kopolimerai taip pat veikia kaip kasybos flokuliantai, dirvožemio stabilizavimo polimerai, naftos telkinių gręžimo skysčių priedai ir popieriaus dangos - mažiau matomas naudojimas, bet dalis paklausos.

Nagų gaminių išnaša

MMA anksčiau buvo įprasta akrilo nagų gaminiuose. Po pranešimų apie nagų technikų ir klientų odos ir kvėpavimo problemas, aštuntajame dešimtmetyje FDA apribojo nagų kosmetikos gaminimą JAV, o Kanada ir kai kurios Europos laikėsi panašių taisyklių. Naudojimas pramonėje ir medicinoje niekada nebuvo paveiktas - apribota būtent kosmetinių nagų kategorija. Jei perkate ką nors šalia kosmetikos, prieš įsipareigodami verta patvirtinti galiojančias regionines taisykles.

Tvarkymas, sandėliavimas ir transportavimas

MMA klasifikuojamas kaip JT 3 klasės degus skystis (UN 1247), todėl praktikoje svarbūs keli dalykai:

• Pliūpsnio temperatūra 2 laipsniaireiškia, kad garai gali užsiliepsnoti arti kambario temperatūros - saugojimo vietose neturi būti uždegimo šaltinių ir jos turi būti tinkamai vėdinamos.
• Kontaktinis dirginimas- akys, oda, nosis ir gerklė gali reaguoti į tiesioginį poveikį, o MMA yra žinomas odą jautrinantis veiksnys, o tai reiškia, kad laikui bėgant pasikartojantis kontaktas gali sukelti alerginę reakciją.
• Įkvėpimo pavojus- garai ar rūkas gali sudirginti kvėpavimo takus, o stiprus poveikis yra rimtesnis.
• Nekontroliuojama polimerizacija- Jei nėra pakankamai inhibitorių ir ištirpusio deguonies, MMA gali polimerizuotis pats sandariame inde, sukeldamas pavojingą šilumą ir slėgį.
• AAP- Cheminėms medžiagoms-atsparios pirštinės, akių apsauga ir tinkama ventiliacija (arba kvėpavimo takų apsauga, jei vėdinimo nepakanka) yra standartinės visose įstaigose, kuriose dirbama su šia medžiaga.
• Sandėliavimas- būgnus laikyti po oru, o ne inertinėmis dujomis, kad būtų išsaugota inhibitorių funkcija; saugoti nuo karščio ir polimerizacijos iniciatorių; periodiškai tikrinkite ilgalaikių atsargų{1}} inhibitorių lygį.

Gaukite dabartinį saugos duomenų lapą iš savo tiekėjo prieš pristatydami siuntą ir patvirtinkite, kad inhibitorių tipas ir ppm lygis atitinka tai, ko tikisi jūsų tolesnis procesas - MEHQ ir Topanol A ne visada gali būti keičiami kiekvienoje programoje.

Ar metilmetakrilatas uždraustas?

Trumpas atsakymas: ne apskritai, o painiava dažniausiai kyla dėl kosmetikos ir pramoninio naudojimo maišymo.

Aštuntajame dešimtmetyje FDA apribojo MMA naudojimą ypač nagų kosmetikos gaminiuose JAV, po technikų ir klientų skundų dėl sveikatos. Kanada ir kai kurios Europos įvedė panašias taisykles tai pačiai kategorijai. Tačiau pramoninis ir medicininis MMA naudojimas išliko teisėtas ir plačiai paplitęs visą laiką, reglamentuojamas įprastų darbo saugos taisyklių, REACH ES ir lygiaverčių sistemų kitur.

Jei perkate reglamentuojamos pramonės - medicinos prietaisus, bet kokius maisto produktus

MMA gamybos aplinkosauginė pusė

Gaminant ir naudojant MMA išsiskiria lakiųjų organinių junginių emisija, o gamykloms daugelyje jurisdikcijų taikomi aplinkosaugos leidimai ir išmetamųjų teršalų kontrolė. Su MMA{1}}susijusių procesų nuotekos gali turėti pėdsakus junginio, jei jos nėra tinkamai apdorojamos, todėl atliekų tvarkymas nėra neprivalomas -, tai yra atsakinga už gamybą.

Viena tendencija, kurią verta žinoti: regeneruotas MMA, pagamintas depolimerizuojant PMMA laužą atgal į monomerą. Tai žiedinis-ekonominis žaidimas - pigesnė žaliava, mažesnis poveikis aplinkai nei pirminė gamyba - ir tampa vis aktualesnis pirkėjams pagal tvarumo viešųjų pirkimų įgaliojimus. Svarbiausia, kad regeneruoto MMA grynumas turi būti patikrintas taip pat, kaip ir pirminės medžiagos, kad ji nepatektų į bet kokią jautrią medžiagą.

Ką patikrinti prieš perkant MMA monomerą

Keletas dalykų atskiria tvirtus tiekėjo santykius nuo galvos skausmo vėliau:

• Grynumas ir specifikacijų lapas- GC grynumas 99,9 % ar geresnis, mažas drėgnumas (paprastai mažiau nei 0,02–0,035 %), mažas laisvųjų rūgščių kiekis (mažiau nei 0,0035 % metakrilo rūgšties).
• Inhibitoriaus tipas ir lygis- MEHQ arba Topanol A ir kiek ppm - tai turi įtakos galiojimo laikui ir suderinamumui su procesu.
• Sertifikatai- ISO 9001, ISO 14001 ir REACH / RoHS dokumentacija, kur taikoma.
• Partijos konsistencija- paklausti, kaip tiekėjas kontroliuoja partijų skirtumus; Nenuosekli monomero kokybė gali pasirodyti kaip trūkumai to, ką darote pasroviui.
• Proceso skaidrumas- Žinodami, ar tiekėjas vykdo ACH, tiesioginį esterifikavimą ar kitą būdą, galite numatyti nešvarumų pėdsakų-profilį, kuris yra svarbesnis jautriems, medicininiams{2}}pavyzdžiams, o ne bendram pramoniniam naudojimui.
• Importo ir logistikos laikymasis- MMA siunčiama kaip pavojinga medžiaga, todėl įsitikinkite, kad pakuotė, ženklinimas ir dokumentai atitinka jūsų šalies importo taisykles ir kad jūsų importo licencija yra surūšiuota.
• Techninė pagalba- geras tiekėjas įteikia jums dabartinį SDL, kiekvienos partijos analizės sertifikatą ir kam nors paskambinti, jei turite klausimų dėl tvarkymo ar saugojimo.

Dažni klausimai

Kam daugiausia naudojamas MMA monomeras?

Daugiausia PMMA - akrilo lakštų, dangų, klijų ir medicinos produktų, pvz., kaulų cemento ir dantų protezavimo, gamybai.

Ar metilmetakrilatas yra tas pats, kas akrilas?

Ne visai. MMA yra skystas monomeras; akrilas (PMMA) yra kietas polimeras, kuriuo jis tampa. Susijęs, bet ne tas pats produktas.

Ar MMA toksiškas?

Susilietus ar įkvėpus gali sudirginti odą, akis ir kvėpavimo takus, be to, tai yra pripažintas odos jautrintuvas, todėl reikia tinkamos AAP ir ventiliacijos. Tačiau polimerizavus į PMMA, jis paprastai yra biologiškai suderinamas ir saugiai naudojamas medicininiuose implantuose.

Kodėl kažkas pavojingo kvepia saldžiai?

Esterinė struktūra suteikia MMA vaisių kvapą -, tačiau kvapas čia neturi nieko bendra su sauga. Vėdinimas ir apsaugos priemonės vis tiek būtinos, nepaisant to, kaip maloniai kvepia garai.

Kaip sužinoti, ar akrilo gaminyje iš tikrųjų yra MMA?

MMA{0}}pagrindo akrilai paprastai turi stipresnį cheminį kvapą ir sukietėja iki kietesnės, trapesnės apdailos nei alternatyvos, tokios kaip etilo metakrilatas (EMA). Norint gauti galutinį atsakymą, geriausia naudoti dujų chromatografiją arba specialų MMA bandymo rinkinį.

Kokius sertifikatus turėtų turėti tiekėjas?

ISO 9001 kokybės vadybai, ISO 14001 aplinkos vadybai ir dokumentais patvirtinta REACH/RoHS atitiktis yra standartinis pradinis pramoninių MMA tiekėjų standartas.

Kuo regeneruotas MMA skiriasi nuo gryno MMA?

Jis gaunamas depolimerizuojant PMMA laužą, o ne šviežią žaliavą, - pigiau ir tvariau, bet vis tiek reikia atlikti tą patį GC grynumo bandymą ir partijos patikrą prieš naudojant bet kokiais jautriais atvejais.

Išvada

MMA - ACH, tiesioginio esterifikavimo, etileno, C3/C4 oksidacijos arba BASF proceso - gamybos būdas yra ne tik chemijos smulkmenos. Jis formuoja grynumą, šalutinio produkto apkrovą ir galiausiai monomero veikimą, kai jis patenka į akrilo lakštą, dangą, klijus ar medicinos prietaisą. Kiekvienas, kuris tiekia šią medžiagą, išmano chemiją ir žino, ką patikrinti specifikacijų lape, kartu - ir kartu jie atskiria patikimą tiekimo grandinę nuo tiekimo grandinės, kuri kelia problemų trimis partijomis.

Norėdami sužinoti daugiau, spustelėkite čia