Tehnilistes aruteludes klientidega kerkib aeg-ajalt esile teema, kas hüdrogeenitudsüsivesinikvaikpakub tõesti piisavalt lisaväärtust, et õigustada selle kõrgemat hinda võrreldes C9 katalüüsitud süsivesinikvaiguga. Kuna hüdrogeenitud
süsivesinikvaikon heledamat värvi ja tavaliselt nõrgema lõhnaga, eeldavad paljud inimesed loomulikult, et rohkem maksmine tähendab automaatselt parema vaigu saamist.
Meie kogemus liimi- ja kattepreparaatidega näitab, et asjad on harva nii lihtsad. Heledama välimus või nõrgem lõhn võib mõne rakenduse puhul kindlasti olulised olla, kuid need ei tähenda tingimata paremat üldist jõudlust igas süsteemis. See, kas lisainvesteering on mõttekas, sõltub sageli palju rohkem konkreetsest polümeermaatriksist, teenindustingimustest, vananemisnõuetest ja sellest, mida lõppkasutaja valmistootest tegelikult ootab.
Teine arusaamatus, millega me sageli kokku puutume, on idee, et hüdrogeenitud süsivesinikvaik on lihtsalt C9-katalüüsitud süsivesinikvaigu otsene asendus. Praktikas vaadeldakse neid materjale paremini kui erinevaid tootepositsioone ja erinevaid jõudluseesmärke. Hüdrogeenimine on modifikatsioonietapp, mis parandab teatud omadusi, kuid seda ei tohiks tõlgendada kui universaalset uuendust, mis muudab ühe vaigu igas koostises automaatselt teisest paremaks.
Üks eksiarvamus, mis kerkib ikka ja jälle esile
Paljude projektide algstaadiumis näeme sageli, et kliendid eeldavad, et kuna hüdrogeenitud C9 näeb puhtam ja heledam välja, peab see katalüütiliselt polümeriseeritud C9 igas aspektis edestama.
Teised lähenevad sellele vastupidisest suunast. Kuna katalüütiliselt polümeriseeritud C9 maksab vähem, peavad nad seda "põhiversiooniks" ega näe põhjust rohkem kulutada.
Praktikas on mõlemad vaated liialt lihtsustatud. Paljude formuleerimisprobleemide puhul, millega oleme aastate jooksul tegelenud, on harva väljakutseks see, kas vaik ise on "piisavalt hea". Sagedamini keerleb tegelik küsimus värvi stabiilsuse, lõhna kontrolli ja toote käitumise ümber pärast pikaajalist kokkupuudet kuumuse, hapniku või säilitustingimustega.
Mõned rakendused on nende tegurite suhtes väga tundlikud. Teised ei ole. See, kas need erinevused on olulised, sõltub täielikult lõppkasutuse-süsteemi nõuetest.
Need kaks toodet ei eksisteeri tootmisprotsessi samal tasemel
C9 katalüüsitud süsivesinikvaiku toodetakse krakitud C9 aromaatsete fraktsioonide katioonpolümerisatsioonil, mis sisaldavad selliseid komponente nagu stüreen, metüülstüreen, indeen ja sarnased aromaatsed ühendid Lewise happe katalüsaatorite all.
Selle omadused tulenevad peamiselt selle molekulaarstruktuurist. Vaik säilitab suhteliselt kõrge aromaatsuse, ühildub suurepäraselt paljude mittepolaarsete süsteemidega ja tagab usaldusväärse kleepumisvõime. See seletab, miks seda on aastakümneid lugematutes ravimvormides edukalt kasutatud.
C9 hüdrogeenitudnafta vaik, ei ole siiski eraldiseisev polümerisatsioonitee. See algab olemasolevast alusvaigust-, mis on toodetud kas katalüütilise polümerisatsiooni või termilise polümerisatsiooni teel- ja allub selle hüdrogeenimisele. Selle protsessi käigus küllastatakse küllastumata sidemed ja kromofoorsed struktuurid, kasutades niklil, pallaadiumil või sarnastel metallisüsteemidel põhinevaid katalüsaatoreid.
Põhimõtteliselt loob üks tehnoloogia vaigu, teine aga muudab vaiku pärast seda, kui see on juba moodustunud. Sellest vaatenurgast vaadatuna ei ole need üldse konkureerivad tehnoloogiad.
Enamik erinevusi ilmneb pigem päevast--päevast jõudlust kui dramaatiliste omaduste muutusi
Praktilistes rakendustes väljenduvad erinevused katalüütiliselt polümeriseeritud C9 ja hüdrogeenitud C9 vahel harva täiesti erinevateks jõudlusprofiilideks. Selle asemel kipuvad nad ilmnema pikaajalises-käitumises.
Võtke näiteks värvi stabiilsus. Katalüütiliselt polümeriseeritud vaigud omavad loomulikult algset värvi ja võivad oksüdatsiooni ja termilise vananemise tõttu aja jooksul järk-järgult tumeneda. Välimuselt{2}}tundlike toodete puhul võib see muutus olla üsna märgatav.
Hüdrogeenimine vähendab märkimisväärselt küllastumata struktuure ja kromofoorseid rühmi, tekitades heledamaid{0}}värvilisi materjale, mille värvimuutused on ladustamise ja vananemise ajal palju aeglasemad. Kliendid märkavad seda kõige selgemini läbipaistvate või heledate{2}}värviliste koostiste puhul.
Lõhn järgib sarnast mustrit. Tavalised aromaatsed vaigud võivad teatud rakendustes avaldada kerget aromaatset lõhna, samas kui hüdrogeenitud süsivesinikvaik on märgatavalt leebem. Hügieeniliimide, etiketiliimide ja ekspordile orienteeritud -toodete puhul muutub lõhn sageli praktiliseks kaalutluseks, kuna need turud nõuavad rangemaid lenduvate orgaaniliste ühendite ja sensoorseid nõudeid.
Sellegipoolest ei muuda hüdrogeenimine põhimõtteliselt vaigu esmast rolli. Selle kleepumisfunktsioon, ühilduvusomadused ja esialgne adhesioonikäitumine on suuresti määratud põhivaigu enda poolt. Peamiselt parandab hüdrogeenimine stabiilsust ja välimust.
Erinevad tööstusharud keskenduvad erinevatele asjadele
Kuumsulaliimide turul on pakendiliimid ja raamatuköitmisrakendused väga kulutundlikud. Kuna värvinõuded on tavaliselt mõõdukad, jääb katalüütiliselt polümeriseeritud C9 üheks peamiseks valikuks, kuna töötlemise stabiilsus ja ökonoomsus on olulisemad.
Kui hakkate kasutama hügieenitooteid, nagu mähkmeliimid, naiselikud hooldustooted või meditsiinilised kuumsulamid, muutuvad prioriteedid. Kliendid tunnevad palju rohkem muret lõhna, värvi stabiilsuse ja pikaajalise vananemisvõime pärast-. Nendel asjaoludelhüdrogeenitud naftavaikneid on lihtsam põhjendada vaatamata suurematele kuludele.
Sama muster ilmneb ka survetundlikel{0}}liimidel.
Paljud tööstuslikud teibirakendused taluvad üllatavalt värvimuutusi. Kuid niipea, kui tooted liiguvad läbipaistvatesse lintidesse, esmaklassilistesse siltidesse või välimus{1}}tundlikele rakendustele, aktsepteeritaksehüdrogeenitud naftavaiksuureneb oluliselt.
Tindi- ja kummitööstuses on huvitav kontrast. Paljud tinditootjad ei taha maksta lisatasu ainult heledama värvi eest. Nende prioriteetideks on pigmendi niisutamine, dispersioon ja koostisega ühilduvus, mis selgitab, miks katalüütiliselt polümeriseeritud C9 säilitab endiselt väga tugeva positsiooni.
Sama kehtib ka kummisegude kohta. Töötlemisomadused ja kuluefektiivsus on tavaliselt välimusest ees, mistõttu hüdrogeenitud süsivesinikvaik ilmub pigem ainult spetsiaalsetes rakendustes kui tavatoodetes.
Miks on hüdrogeenitud naftavaik stabiilsem ja heledam?
Molekulaarsest seisukohast on vastus üsna lihtne.
Hüdrogeenimine küllastab paljud kaksiksidemed ja reaktiivsed struktuurid, mis on vastuvõtlikud oksüdatsioonile. Samuti vähendab see värvi moodustumise eest vastutavate kromofoorsete rühmade olemasolu.
Selle tulemusena muutub vaik heledamaks, oksüdeerub aja jooksul aeglasemalt ja üldiselt pakub see paremat UV-stabiilsust.
See ei tähenda, et katalüütiliselt polümeriseeritud C9 oleks oma olemuselt ebastabiilne. See tähendab lihtsalt, et need kaks materjali pakuvad erinevaid stabiilsusaknaid ja see, kas see erinevus on oluline, sõltub täielikult kavandatavast rakendusest.
Pehmenemispunkt on sageli vähem oluline, kui inimesed arvavad
Teine eksiarvamus on see, et hüdrogeenimine muudab dramaatiliselt kõiki füüsikalisi omadusi, sealhulgas pehmenemispunkti.
Tegelikkuses näitavad tööstuslikud kogemused ja avaldatud andmed, et pehmenemispunkti mõjutavad peamiselt molekulmassi jaotus ja polümerisatsioonitingimused. Hüdrogeenimine ise mõjutab seda omadust suhteliselt vähe.
Märkimisväärsemalt muutub terve hulk stabiilsusega{0}}seotud omadusi, mitte põhilisi füüsilisi parameetreid.
Praktikas puudutab valik vähem tehnoloogiat ja rohkem majandust
Projekte hinnates alustame harva küsimusega, milline tehnoloogia on parem.
Selle asemel küsime praktilisemaid küsimusi, kas süsteemil on värvile ranged nõuded?
Kui toode on must tööstuslik ühend, on katalüütiliselt polümeriseeritud C9 sageli täiesti piisav ja pakub selgeid majanduslikke eeliseid.
Kui rakendus hõlmab läbipaistvat pakendit, heledat{0}}värvi liimikihte või lõhna-tundlikke tooteid, õigustab hüdrogeenitud naftavaik tavaliselt nende lisakulusid, kuna kliendid on valmis parema välimuse ja stabiilsuse eest maksma.
Samuti on oluline toote positsioneerimine.madala-väärtusega, suure-mahuga tooted on tavaliselt tingitud kuludest. Väärtus-eksporditooted panevad suuremat rõhku järjepidevusele ja pikaajalisele-toimivusele.
Paljudel juhtudel ei ole lõplik otsus tegelikult tehnoloogiline otsus. See on kompromiss kulustruktuuri ja lõppkasutajate-ootuste vahel.
Midagi, mida näeme pärisprojektides üsna sageli
Üks huvitav tähelepanek on see, et paljud kliendid kasutavad mõlemat tüüpi vaiku korraga, selle asemel, et valida üks teise asemel.
Standardsed tööstuslikud tootesarjad võivad toetuda katalüütiliselt polümeriseeritud C9-le, samas kui esmaklassilised etiketid või eksporttooted kasutavad hüdrogeenitud süsivesinikvaiku.
Tarneahela vaatenurgast on see paigutus täiesti mõistlik, ükski vaik ei suuda majanduslikult katta kõiki jõudlusnõudeid ja iga hinnavahemikku.
Lõplik Mõte
Kui peaksin nende kahe materjali vahelise seose ühe lausega kokku võtma, siis ütleksin selle järgmiselt:
Katalüütiliselt polümeriseeritud C9 on küps ja väga praktiline kleepumisplatvorm, hüdrogeenitud C9 aga selle platvormi stabiilsuse{2}}täiustatud versiooni.
Kuid selle versiooniuuenduse eest ei pea iga rakendus maksma. Paljudel juhtudel ei ole tegelik küsimus selles, milline vaik on tehniliselt parem.
Olulisem on küsimus, kus loob täiendus väärtust{0}}ja kus see lihtsalt tarbetuid kulusid lisab.
See on rohkem kui miski muu arutelu, mida me klientidega kõige sagedamini peame formulatsioonide ja rakenduste arendamise toetamisel.
Viited
1.Jiang, M., Wei, XJ, Chen, XP, Wang, LL ja Liang, JZ (2020). C9 naftavaigu hüdrogeenimine PEG1000-ga modifitseeritud nikkelkatalüsaatoril, mis on kantud taaskasutatavale vedeliku katalüütilise krakkimise katalüsaatori jäägile. ACS Omega, 5(32), 20291–20298. https://doi.org/10.1021/acsomega.0c02193
2. Chen, D., Wang, LL, Chen, XP, Wei, XJ, Liang, JZ, Jiang, J. ja Liang, BF (2018). Ni--põhine katalüsaator, mis sisaldab dispergeeriva vahendina polüvinüülpürrolidooni, mis on kantud eeltöödeldud vedela katalüütilise krakkimise katalüsaatori jäägile C9 naftavaigu (C9 PR) hüdrogeenimiseks. Royal Society Open Science, 5(5), 172052. https://doi.org/10.1098/rsos.172052
3. Yu, C., Huang, H., Li, QW, Xu, RY, Tao, SY, Xiao, XW, Luo, YJ ja Fang, JH (2020). Uued edusammud C9 naftavaigu hüdrogeenimise katalüsaatorites. IOP konverentsisarjas: Maa- ja keskkonnateadus (Vol. 513, p. 012003). IOP kirjastamine. https://doi.org/10.1088/1755-1315/513/1/012003
4.Rahmatpour, A. ja Ghasemi Meymandi, M. (2021). C9 aromaatse süsivesinikvaigu laiaulatuslik-tootmine krakitud-naftast-tuletatud C9 fraktsioonist: keemia, skaleeritavus ja tehno{10}}majanduslik analüüs. Organic Process Research & Development, 25(1), 120–135. https://doi.org/10.1021/acs.oprd.0c00474