اسید آکریلیک چیست و چه کاربردهایی دارد؟

اسید آکریلیک چیست و چه کاربردهایی دارد؟
اسید آکریلیک که با نام های دیگری مانند اسید 2-پرونوئیک، اسید وینیل فرمیک و اسید پروپن شناخته می شود، مایعی شفاف، بی رنگ، خورنده و قابل اشتعال است که بوی تند و تیزی دارد. فرمول شیمیایی این ترکیب C3H4O2 است و با آب، الکل، اتر، بنزن، کلروفرم و استون قابل ترکیب است.

اسید آکریلیک بسیار متنوع و با ارزش است زیرا یک ماده واسطه شیمیایی است که در تولید بسیاری از محصولات صنعتی و مصرفی استفاده می شود.آکریلیک اسید به دلیل ساختار منحصر به فرد شیمیایی که دارد به راحتی با ترکیبات زنجیره ای بزرگ و پلیمرها ترکیب تشکیل می دهد.

ویژگی های فیزیکی و شیمیایی اسید آکریلیک:
وزن مولکولی این ماده 72 گرم می باشد. در آب قابل تجزیه است و دارای نقطه ذوب برابر با 14 درجه سانتی گراد و نقطه جوش 141 درجه سانتی گراد است.. اسید اکریلیک به دلیل ساختار شیمیایی خود با تعداد زیادی ترکیبات غیر آلی و آلی واکنش نشان می دهد که منجر به تشکیل تعداد زیادی از ترکیبات با وزن مولکولی کم و زیاد می شود.

عوارض و خطرات اسید آکریلیک:
قرار گرفتن مداوم یا حتی ملایم در معرض این اسید باعث تحریک پوست و دستگاه تنفسی می شود. در حالی که قرار گرفتن در معرض مقادیر کم به طور کلی برای بدن مضر نیست، دوزهای بالای این اسید می تواند سمی باشد و منجر به مشکلات ریوی در انسان شود. محلول های غلیظ اسید اکریلیک، در صورت بلعیده شدن، می توانند باعث سوختگی شدید در دهان و دستگاه های گوارشی شود، علاوه بر این، بخارات اسیدی آن می تواند باعث اختلال در غشای مخاطی و دستگاه تنفسی شود.

کاربردهای اسید آکریلیک:
از آکریلیک اسید به طور سنتی به عنوان ماده اولیه تولید استرهای اکریلیک، متیل اکریلات، اتیل اکریلات، بوتیل اکریلات و 2-اتیل هگزیل اکریلات استفاده می شود. این اکریلات های فله ای در ابتدا برای تولید رزین های اکریلیک پایه حلال استفاده می شدند اما نگرانی های زیست محیطی در مورد استفاده از این حلال ها باعث تولید اکریلیک های پایه آب شد. کاربردهای اکریلیک های پایه آب در درجه اول در پوشش های تزئینی و سنگ تراشی صنعتی می باشد اما سایر موارد کاربردی شامل چسب ها، پوشش های کاغذی و چرمی، لاک ها، ترکیبات پشتی فرش و پوشش های قرص است.

از دیگر کاربردهای عمده این اسید می توان به تولید پلی اکریلات اشاره کرد که به عنوان پراکنده کننده، تغلیظ کننده و کنترل کننده رئولوژی مورد استفاده قرار می گیرد. این ترکیب همچنین به عنوان کمونر با اکریل آمید در تولید پلی اکریل آمید آنیونی و هیدروکسی اکریلات ها در فرمولاسیون پوشش های صنعتی بکار می رود.

جالب است بدانید:
اسید آکریلیک و استرها مونومرهای همه کاره ای هستند که امروزه به عنوان عناصر سازنده هزاران فرمولاسیون پلیمری استفاده می شوند. آنها مایعات قابل اشتعال، واکنشی و فراری هستند که بر اساس ساختار کربوکسیل غیر اشباع آلفا، بتا ساخته شده اند.

تلفیق درصدهای متغیر مونومرهای آکریلات اجازه تولید بسیاری از فرمولاسیون ها را برای کوپلیمرهای لاتکس و محلول، پلاستیک های کوپلیمر و سیستم های پلیمری با قابلیت اتصال متقابل را به ما می دهد. ویژگی های عملکرد آنها که به درجه های مختلف چسبندگی، دوام، سختی و میزان انتقال حرارت بستگی دارد و باعث افزایش مصرف در بسیاری از محصولات می شود.

بازارهای خرید و فروش عمده استرها شامل پوشش های سطحی، منسوجات، چسب ها و پلاستیک ها می باشد. اسید پلی اکریلیک یا کوپلیمرها در جاذب های فوق قوی، شوینده ها، پراکنده ها، لخته ها و غلیظ کننده ها کاربرد بسیار دارند.

بازار خرید و فروش اسید آکریلیک:
بازار کاربرد و خرید اسید آکریلیک طی سالها رشد بسیار زیادی کرده است، زیرا استفاده از این ماده شیمیایی در بخشهای مختلف از محصولات آرایشی مانند لاک ناخن اکریلیک گرفته تا صنایع شیمیایی افزایش یافته است. استفاده از اسید اکریلیک همچنین با بحث های مختلفی روبرو شده است زیرا آژانس های بهداشتی در ایالات متحده استفاده از آن را در محصولات مختلف مورد بررسی دقیق قرار داده اند.

به طور سنتی از این اسید به عنوان ماده اولیه در تهیه صنعتی استرهای اکریلیک استفاده می شود. این استرها مانند متیل اکریلات، اتیل اکریلات و غیره برای تهیه رزین های پایه حلال مورد استفاده قرار می گرفتند، اما به دلیل نگرانی های زیست محیطی، تولید آنها متوقف شد. پس از مدتی تولید کنندگان، اکریلیک های پایه آب را ساختن که در پوشش های خانگی و در محصولات مختلف دیگر مانند نقاشی، کاغذ، چسب و جلا، استفاده زیادی پیدا کرده است.

کاربردهای اصلی آکریلیک اسید کدامند؟
دو کاربرد اصلی آکریلیک اسید شامل کاربرد به عنوان واسطه شیمیایی در تولید استرها و رزین های اکریلیک شامل اکریلات اتیل، آکریلات بوتیل، آکریلات متیل و آکریلات 2 اتیل هگزیل است که سپس پلیمری می شوند و در فرمولاسیون رنگ، پوشش، پارچه، چسب، جلا و پلاستیک استفاده می شوند. مثلا از متیل اکریلات در تولید ویتامین B1 استفاده می شود.

دومین کاربرد مهم اسید اکریلیک در سنتز پلی اکریلیک اسید به عنوان ماده اولیه می باشد. این پلیمرها از نوع پلی اکریلات های پیوند عرضی می باشند و بسیار جذب کننده هستند و توانایی جذب و حفظ آب را بیش از صد برابر وزن خودشان دارد. بیشترین کاربرد پلی اکریلیک اسید تهیه پوشک و محصولات بهداشتی زنانه است.

با تحقیقات بیشتر، دسته ای از ترکیبات معروف به پلی اکریلات با کمک اسیدهای اکریلیک تولید شده است که در ساخت مواد غلیظ و پراکنده استفاده می شوند. به همین دلیل فروش پلی اکریلیک اسید صنعتی اکنون بازار گسترده ای دارد.

از اواسط دهه 1980، دو دیدگاه جدید که یکی پلیمرهای جاذب بسیار قوی (SAP) و دیگری پلیمرهای شوینده می باشد ظاهر شده است. SAP ها پلی اکریلات های پیوندی هستند و توانایی جذب و حفظ مایع جذب شده بیش از 100 برابر وزن خود را دارند این امر آنها را به بخشی جدایی ناپذیر در تولید پوشک بچه، محصولات بهداشتی زنانه و محصولات بی اختیاری بزرگسالان تبدیل کرده است. SAP بیش از 30٪ از مصرف اسید اکریلیک در جهان را تشکیل می دهد.

بهتر است بدانید:
یک برنامه جدید برای SAP، بالشتک های خیس کننده می باشد که در بسته بندی مواد غذایی استفاده می شود. در سال 2007، اداره غذا و داروی ایالات متحده SAP را در بسته بندی با تماس غذایی غیرمستقیم مرغ، گوشت، ماهی، میوه و سبزیجات مجاز دانست. از اسید اکریلیک همچنین در تولید پلیمرهای شوینده و در تولید لخته هایی که در تصفیه خانه های فاضلاب استفاده می شود استفاده می شود.

پلیمرهای شوینده معمولا پلی اکریلات های هموپلیمر و کوپلیمرهای اسید پلی اکریلیک و آنیدرید مالئیک هستند که قابلیت استفاده همزمان با زئولیت و فسفات ها در فرمول های پودر لباسشویی را دارند. با از بین رفتن مواد شوینده با پایه فسفات، آنها از اواسط دهه 1980 به شدت در اروپای غربی رشد کردند و اخیراً، استفاده از آنها در ایالات متحده افزایش یافته است. با این حال، حرکت به سمت فرمولاسیون های فشرده در پودرهای شستشو و کاهش سرعت جایگزینی فسفات، رشد این پلیمرها را کند کرده است.

به طور خلاصه، اسید اکریلیک یک ماده شیمیایی واسطه است که برای تهیه پلیمرها، صنایع تولید جوهر، محصولات مصرفی، انواع پلاستیک ها، مواد شیمیایی فعال کننده سطح، پوشش بر پایه آب و اغلب در صنایع بسته بندی مواد غذایی با دستورالعمل های دقیق آژانس های بهداشتی مورد استفاده قرار می گیرد.

روش تولید اسید اکریلیک:
این ترکیب با اکسیداسیون فاز بخار پروپیلن تولید می شود. این فرآیند شامل اسنفاده از دو راکتور است که راکتور اول پروپیلن را به آکرولین تبدیل می کند و با واکنشگر دوم آکرولین را به اسید اکریلیک تبدیل می کند.

این روش به دلیل وجود پروپیلن بسیار پرهزینه است اما گزینه های ارزانتری نیز وجود دارد که ممکن است مناسب تر باشد. یکی دیگر از مراحل تولید تجاری شامل دهیدروژناسیون اکسیداتیو متوالی اکسیداسیون انتخابی پروپان به اسید اکریلیک با استفاده از بستر دو کاتالیزور در یک راکتور است.

رشد تقاضا برای اسید اکریلیک خام 3.5-4٪ در سال طی سال های 2020-25 پیش بینی می شود، که ناشی از رشد پلیمرهای جاذب فوق العاده و استرهای اکریلات است. رشد SAP در چین و سایر مناطق آسیا بسیار بیشتر از سایر مناطق است اما در مناطق آمریکای شمالی، اروپای غربی و ژاپن در حد متوسط بوده است.

SAP در حال حاضر بیشترین استفاده را در جهان را دارد زیرا جمعیت انسان ها در کشورهای در حال توسعه همچنان به افزایش استفاده از پوشک های یکبار مصرف و محصولات بی اختیاری ادامه می دهد. از استرهای اکریلیک عمدتا در پوشش ها و چسب ها استفاده می شود که این کاربرد نیز در کشور های در حال توسعه روز به روز افزایش می یابد

اسید آکریلیک چگونه ذخیره و توزیع می شود؟
اسید آکریلیک به گرما و نور خورشید حساس است و باید در یک محل خنک، خشک و دارای تهویه مناسب و فاقد هرگونه منابع احتراق ذخیره شود. به همین دلیل است که تولید کنندگان آکریلیک اسید آن را در کامیون های ضد زنگ یا مخزن آلومینیومی، تانکرهای راه آهن و درام های پلی اتیلن حمل می کنند. همچنین باید مهارکننده هایی فراهم شود که از پلیمریزاسیون خطرناک جلوگیری کند زیرا این اسید کاملاً ناپایدار است.

نقطه اشتعال این ترکیب 50 درجه سانتی گراد (بشکه در بسته) است و بنابراین بسیار قابل اشتعال است. برای اهداف حمل و نقل، در کلاس خطر 8 طبقه بندی می شود و باید برچسب خورنده، قابل اشتعال و خطرناک برای محیط زیست داشته باشد.

از آنجایی که اسید اکریلیک بسیار ناپایدار می باشد تمایل زیادی به تشکیل پلیمرها دارد، برای جلوگیری از این واکنش این اسید را در مخازن ذخیره سازی ساخته شده از آلومینیوم، فولاد، شیشه و آهن ذخیره می کنند. آتش سوزی ناشی از این اسید را می توان با کپسول های آتش نشانی کنترل کرد و هر گونه نشتی این اسید باید توسط شن و ماسه پوشانده شود تا از صدمه ای که این اسیدها ایجاد می کنند، جلوگیری شود.