1

K

WAS

A

KRYLOWY

I

J

EGO

E

STRY

Kwas akrylowy w temperaturze pokojowej jest bezbarwn , r c ciecz , o
nieprzyjemnym zapachu, temperaturze wrzenia 141

o

C, temperaturze topnienia

13

o

C. W podwy szonej temperaturze wykazuje skłonno do polimeryzacji

wybuchowej. Wywołuje korozj wielu materiałów. Reaguje z utleniaczami.
Polimeryzuje w kontakcie z aminami, NH

3

, st onym kwasem siarkowym lub

chlorosulfonowym, uwalniaj c du e ilo ci ciepła.

Kwas akrylowy działa r co na skór i błony luzowe. Powoduje zapalenie
spojówek, podra nienie dróg oddechowych, zakłócenia wra liwo ci. Wykazuje
silne działanie uczulaj ce.

2

M

ETODY OTRZYMYWANIA KWASU AKRYLOWEGO I JEGO ESTRÓW

Poprzez cyjanohydryn etylenu z etylenu (firma Röhm &

&

&

& Haas w 1901 r.)

CH

2

=CH

2

HOCH

2

CH

2

Cl

HOCH

2

CH

2

CN

CH

2

=CHCN

CH

2

=CHCOOH

+HOCl

+NaCN

-NaCl

-H

2

O

H

2

O

Obecnie metoda ta nie ma adnego znaczenia praktycznego.

3

Poprzez cyjanohydryn etylenu z tlenku etylenu

CH

2

=CHCOOR

HOCH

2

CH

2

CN

+ HCN

CH

2

CH

2

O

+ROH, +H

2

SO

4

-NH

4

HSO

4

gdzie: R=alkil, H

Wytworzon cyjanohydryn etylenu przeprowadzano w ester lub wolny kwas za pomoc
alkoholu lub wody w obecno ci stechiometrycznej ilo ci kwasu siarkowego (75-80%
roztworu), w temperaturze 150

o

C.

4

Karbonylowanie acetylenu w obecno ci wody lub alkoholu

CH

2

=CHCOOH

+ CO + H

2

O

CH CH

CH

2

=CHCOOR

+ CO + ROH

CH CH

3 warianty prowadzenia procesu:

•

Ze stechiometryczn ilo ci Ni(CO)

4

w (najstarsza metoda),

•

z mniejsz od stechiometrycznej ilo ci Ni(CO)

4

(tzw. wariant zmodyfikowany)

•

z katalityczn ilo ci Ni(CO)

4

; do reakcji wprowadza si NiBr

2

z halogenkiem miedzi

jako promotorem w ilo ci katalitycznej; katalizator wytwarzany in situ (temperatura -
100-120

o

C, ci nienie 4,0-5,5 MPa; w fazie ciekłej w tetrahydrofuranie o du ej zdol-

no ci rozpuszczania acetylenu. Selektywno do kwasu akrylowego - 90% (w
przeliczeniu na C

2

H

2

) i 85% (w przeliczeniu na CO).

5

Utleniaj ce karbonylowanie etylenu

CH

2

=CHCOOH + AcOCH

2

CH

2

COOH

CH

2

=CH

2

+ CO + 0.5 O

2

+Ac

2

O

Warunki procesu:

•

temperatura - 135-150

o

C,

•

ci nienie - 7,7 MPa,

•

kwas octowy jako rozpuszczalnik, zawieraj cy bezwodnik octowy (czynnik wi

cy

wod , powstaj c w reakcjach ubocznych),

•

małe ilo ci PdCl

2

, LiCl, CH

3

COOLi i CuCl

2

,

•

Selektywno przereagowania etylenu do kwasu akrylowego i kwasu

β-acetoksy-

propionowego wynosi 85%.

6

Metoda propiolaktonowa (ketenowa)

CH

3

COOH

CH

2

=C=O + H

2

O

HCHO + CH

2

=C=O

+ROH

CH

2

=CHCOOR

CH

2

CH

2

O

C O

Keten reaguje reakcji z formaldehydem w obecno ci AlCl

3

, ZnCl

2

lub BF

3

w

rozpuszczalniku, albo w fazie gazowej.

Wytworzony

β-propiolakton ulegał ilo ciowej przemianie do kwasu akrylowego lub jego

estru (w obecno ci alkoholu), w temperaturze 150-180

o

C, pod ci nieniem 2,5-25,0 MPa,

wobec H

3

PO

4

i pyłu Cu.

7

Hydroliza akrylonitrylu

CH

2

=CHCOOR

CH

2

=CHCN + H

2

SO

4

+ H

2

O

CH

2

=CHCONH

3

.

HSO

4

+ROH

-NH

4

HSO

4

Warunki procesu:

•

temperatura - 200-300

o

C,

•

produkty uboczne: akryloamid oraz NH

4

HSO

4

.

•

selektywno do estru kwasu akrylowego ok. 90% (w przeliczeniu na akrylonitryl).

8

Utlenianie propylenu

Proces jednostopniowy

CH

2

=CH-CH

3

+ O

2

CH

2

=CHCHO + CH

2

=CHCOOH + H

2

O

Warunki procesu:

•

czynnik utleniaj cy: powietrze lub tlen, cz sto rozcie czone par wodn ,

•

temperatura - 200-500

o

C,

•

ci nienie - 1 MPa.

9

Proces dwustopniowy

CH

2

=CHCH

3

+ O

2

CH

2

=CHCHO

-H

2

O

∆H= -368 kJ/mol

CH

2

=CHCHO + 0.5O

2

CH

2

=CHCOOH

∆H= -266 kJ/mol

Warunki procesu:

•

reaktory płaszczowo-rurowe ze stałym zło em katalizatora (B

2

O

3

.

MoO

3

modyfikowane odmienne dla ka dego etapu),

•

temperatura -

•

330-370

o

C (I etap) oraz 260-300

o

C (II etap),

•

ci nienie - 0,1-0,2 MPa,

•

czas kontaktu – 0,5-2 s.

•

konwersja propylenu i akroleiny ponad 95%,

•

selektywno do kwasu akrylowego 85-90% (w przeliczeniu na propylen)

10

Schemat instalacji produkuj cej kwas akrylowy z propylenu.

powietrze

powietrze

propylen

para wodna

para

para

para

1

3

4

2

4

3

gaz wydmuchowy

woda

5

10a

11

6

7

para

woda

woda

10

ekstrahent

11

para

para

11

kwas akrylowy

8

9

kwas octowy

1 - reaktor utleniania propylenu do akroleiny, 2 - reaktor utleniania akroleiny do kwasu

akrylowego, 3 - wymienniki ciepła, 4 - układ: kocioł parowy-zbiornik pary i kondensatu, 5

- skruber, 6 - kolumna ekstrakcyjna, 7 - kolumna regeneracji ekstrahentu, 8, 9 - kolumny

rektyfikacyjne, 10 - chłodnica, 11 - pompy

11

Inne metody otrzymywania kwasu akrylowego i jego estrów

Bezpo rednie przył czenia CO do tlenku etylenu

CH

2

=CHCOOH

+ CO

CH

2

CH

2

O

Warunki procesu:

•

katalizator - Co

2

(CO)

8

,

•

temperatura - 120-250

o

C,

•

ci nienie - 20-50 MPa.

12

Akrylan izopropylu z kwasu akrylowego i propylenu w obecno ci kwa nych

wymienników jonowych

CH

2

=CHCH

3

+ CH

2

=CHCOOH

CH

2

=CHCOOCHCH

3

CH

3

Selektywno tej reakcji wynosi ok. 95% (w przeliczeniu na kwas akrylowy).

13

Z

ASTOSOWANIE

K

WASU

A

KRYLOWEGO

I

J

EGO

E

STRÓW

wiatowa produkcja kwasu akrylowego i jego estrów wynosiła w 1997 r. ok. 2,7 mln t.

Najwi ksi wiatowi producenci kwasu akrylowego: BASF (USA, Belgia, Niemcy),
Röhm&Haas (USA), Elf Atochem (Francja), Celanese (USA, Meksyk) i Nippon Shokubai
(Japonia).

14

polimeryzacja

alkohole

kwas

poliakrylowy

polimery

superabsorpcyjne

uzdatnianie wody, pieluszki,

detergenty

lub kopolimeryzacja

poliakrylany

i kopolimery

ywice

i emulsje

farby lateksowe, powłoki ochronne, kleje, rodki pomocnicze

dla przemysłu włókienniczego i papieru, rodki poleruj ce,

rodki pomocnicze dla przemysłu skórzanego, modyfikatory

cementu, ywice konstrukcyjne, butelki i arkusze winylowe

kwas

akrylowy

45,7% rodki

powłokotwórcze

15,8% Kleje i szczeliwa

15,2% Przemysł tekstylny

9,5% Dodatki do tworzyw

4,5% Przemysł papierniczy

3% Tworzywa sztuczne

2,4% Farby drukarskie

1% Pasty nadaj ce połysk

3% Inne

15

polyelectrolytes = charged polymers

function of a superabsorber:

highly swellable polar polymer network

based on polyacrylic acid

16

detergents, water additives

heating tubes with

and

without incrustion

inhibitor

CH

2

CH

COOH

CH
COOH

CH
COOH

cotton fiber washed with

(right)

and without (left)

Incrustion inhibitor

Incrustation inhibitor:

acrylic acid/maleic acid copolymer

complexes and stabilizes „Kalk“

17

Zastosowanie estrów akrylowych:

•

ywice termoplastyczne i termoutwardzalne - słu jako rodki wi

ce w produkcji

lakierów, klejów, jako powłoki, rodki zag szczaj ce oraz dyspersyjne rodki

pomocnicze.

•

liniowe poliakrylany o małym ci arze cz steczkowym - jako

rodki

kompleksotwórcze, rodki dysperguj ce dla pigmentów, a tak e składniki rodków

pior cych (zast puj ce fosforany, wykazuj ce ostatnio du dynamik rozwojow ).

•

poliakrylany liniowe o du ym ci arze cz steczkowym - jako flokulanty.

•

usieciowane poliakrylany o du ym ci arze cz steczkowym - materiały absorpcyjne,

zdolne do wchłoni cia kilkakrotnie wi kszej ilo ci wody, ni same wa i nie

oddaj ce wody nawet pod ci nieniem.

•

poliakrylany o rednim ci arze cz steczkowym u ywa si jako ró nego rodzaju

rodków zag szczaj cych.

•

farb na zewn trzne i wewn trzne powłoki malarskie, odporne na cieranie, szybko

schn ce i nie ółkn ce.

18

•

poliakrylany rozpuszczalne - jako lakiery termoplastyczne, albo lakiery

termoutwardzalne do karoserii samochodowych i artykułów gospodarstwa do-

mowego.

•

kopolimery akrylanów metylu i etylu z metakrylanem metylu stanowi zamienniki

wosków w pastach do podłóg i wysokogatunkowych pastach do obuwia.

•

ester butylowy słu y do obróbki skór ci kich.

•

akrylany znajduj równie zastosowanie w przemy le papierniczym do powlekania

papieru i tektury w celu poprawienia ich drukowno ci.

•

akrylany – etylowy, butylowy i 2-etyloheksylowy – stosowane s jako składniki

klejów uczulonych na ci nienie, np. do produkcji ta m klej cych.

•

akrylany specjalne mog by stosowane do syntezy ywic utwardzanych radiacyjnie.

Powłoki tego typu chroni nadruki i zapewniaj wysoki połysk powierzchni. S

stosowane, m.in., do powlekania kartek pocztowych i okładek ksi ek. ywice te

stosowane s ponadto do wyka czania winylowych płyt podłogowych, a tak e

wykorzystuje si je jako prze roczyste, odporne na cieranie rodki wyka czaj ce

płyty z tworzyw akrylowych i poliw glanowych, jako powłoki ta m magnetycznych,

19

nart, hełmów, w dek, drewnianych mebli oraz jako ochronne bezbarwne lakiery do

nadruków, np. na puszki z napojami.

•

obok poliakrylanów polimery na bazie kwasu akrylowego maj liczne zastosowania.

jako dyspergatory,

•

upłynniacze,

•

zag stniki,

•

inhibitory powstawania kamienia kotłowego,

•

sekwestranty,

•

klejonki do osnów tkackich,

•

i flokulanty.

20

Kwas poliakrylowy:

•

w postaci soli sodowej, tzw. Superabsorber Polymer (SAP) – polimer supersorbcyjny,

podstawowy składnik nowoczesnych (cienkich) pieluszek niemowl cych i podpasek.

•

w produkcji nie wylewaj cych si baterii elektrycznych,

•

izolacji kabli elektrycznych i telekomunikacyjnych,

•

do ochrony towarów wra liwych na wilgo (np. worków z kaw ) w czasie ich

transportu i magazynowania oraz w ogrodnictwie i rolnictwie (superabsorbent

umieszczony w glebie jest magazynem wody).

•

jako wypełniacz (wraz z zeolitami) w proszkach do prania. Podstawowym zadaniem

poliakrylanów, stosowanych w nowoczesnych rodkach pior cych, jest wi zanie jonów

odpowiedzialnych za twardo wody. Dzi ki temu nawet w bardzo małych st eniach,

np. przy płukaniu tkanin, zapobiegaj ponownemu osadzaniu si brudu.

•

superabsorbenty na bazie kwasu akrylowego i akryloamidu, ze wzgl du na brak

toksyczno ci, znajduj zastosowanie w medycynie do sporz dzania opatrunków przy

leczeniu oparze i uszkodze skóry oraz ze wzgl du na wysok chłonno wody i

cieczy fizjologicznych wykorzystuje si je jako tampony chirurgiczne.

21

•

Doskonała oboj tno oraz dobre przewodnictwo pozwala na wykorzystanie hydro eli,

opartych

na

usieciowanych

kopolimerach

akryloamidu,

w

badaniach

elektrodiagnostycznych i ultrasonografii.

22

A

KROLEINA

Akroleina jest lotn , silnie truj c ciecz , o ostrym, przenikliwym zapachu. W
postaci cieczy lub par działa toksycznie na ludzi. Łatwo wchłania si do organizmu
przez skór , układ oddechowy lub pokarmowy. Temperatura wrzenia akroleiny
wynosi 52,5

o

C.

Obecno reaktywnego wi zania podwójnego stwarza potencjaln mo liwo
wykorzystania akroleiny w reakcjach polimeryzacji.

23

M

ETODY

O

TRZYMYWANIA

A

KROLEINY

Z aldehydu octowego i formaldehydu

CH

3

CHO + HCHO

CH

2

-CH

2

CHO

OH

-H

2

O

CH

2

=CHCHO

Od 1966 r. akrolein otrzymuje si głównie poprzez katalityczne utlenianie
propylenu.

24

Z

ASTOSOWANIE

A

KROLEINY

•

Polihydroksykarboksylany, (kopolimery akroleiny i kwasu akrylowego), stosowane s

jako stabilizatory twardo ci wody chłodz cej i kotłowej, jako komponenty rodków

pior cych i czyszcz cych oraz zapobiegaj krystalizacji w glanu wapnia i innych soli

ziem alkalicznych.

•

Kopolimery akroleiny z formaldehydem stosowane s jako biocydy w stajniach i

oborach.

•

Akroleina jest podstawowym półproduktem do otrzymywania metioniny, wa nego

dodatku paszowego.

CH

2

=CHCHO + CH

3

SH

CH

3

SCH

2

CH

2

CHO

25

CH

3

SCH

2

CH

2

CHO + HCN + (NH

4

)

2

CO

3

CH

3

SCH

2

CH

2

CHCOOH

NH

2

NH

C

N

H

C
C

O

O

H

CH

3

SCH

2

CH

2

O

NH

3

+ 2 H

2

O +

H

+

•

aldehyd glutarowy:

CH

2

=CH-CHO + CH

3

OH + CH

3

CHO

HC(CH

2

)

3

CH

O

O

+ CH

3

OH

O

CHOCH

3

H

2

O

Aldehyd glutarowy w postaci 25-50% wodnych roztworów stosuje si głównie w procesie

garbowania skór oraz jako biocyd w wiertnictwie naftowym.

26

K

WAS

M

ETAKRYLOWY

I

M

ETAKRYLAN

M

ETYLU

Kwas metakrylowy jest ciecz , o nieprzyjemnym zapachu, temperaturze wrzenia
163

o

C. Jest substancj paln , z powietrzem tworzy mieszaniny wybuchowe.

Kwas metakrylowy jest wchłaniany do organizmu przez drogi oddechowe, skór
oraz przez przewód pokarmowy. Wdychane pary dra ni luzówk jamy ustnej,
oczu, nosa i dróg oddechowych. Działanie kwasu metakrylowego mo e
spowodowa łzawienie, nie yt nosa, kaszel, bóle w klatce piersiowej, nie yt

oł dka. Przy dłu szym działaniu par mog wyst pi stany chronicznego

zapalenia oł dka, gardła, wrzody dróg oddechowych. Działanie kwasu
metakrylowego mo e spowodowa uszkodzenie nerek. Kwas metakrylowy działa
na skór wysuszaj co i parz co.

27

Metakrylan metylu jest łatwopaln ciecz , o temperaturze wrzenia 101

o

C. Pary

tworz z powietrzem mieszaniny wybuchowe w szerokim zakresie st e .
Niestabilizowany metakrylan metylu w podwy szonej temperaturze lub pod
wpływem ognia polimeryzuje tworz c szklan mas . Polimeryzacja jest silnie
egzotermiczna i przebiegaj c w zamkni tym pojemniku mo e doprowadzi do
wybuchu.

Metakrylan metylu jest wchłaniany do organizmu przez drogi oddechowe, skór
oraz przez przewód pokarmowy. Przy wysokim st eniu par w powietrzu
wykazuje działanie narkotyczne i dra ni ce. W wyniku długotrwałego działania
metakrylanu metylu mo e doj do uszkodzenia w troby i nerek.

28

M

ETODY

O

TRZYMYWANIA

K

WASU

M

ETAKRYLOWEGO

I

M

ETAKRYLANU

M

ETYLU

Z cyjanohydryny acetonu
I etap

CH

3

C

O

CH

3

+ HCN

CH

3

C

OH

CH

3

CN

-

OH

Warunki procesu:
•

faza ciekła,

•

temperatura poni ej 40

o

C.

•

katalizatory - wodorotlenki alkaliczne, w glany lub zasadowe wymieniacze jonowe.

•

Selektywno do cyjanohydryny acetonu - 92-99% (w przeliczeniu na HCN) i powy ej
90% (w przeliczeniu na aceton).

29

II etap

CH

3

C

OH

CH

3

CN

-

+H

2

SO

4

CH

3

C

OH

CH

3

C NH

OSO

3

H

CH

3

C

O

CH

3

C NH

2

O

HO

3

S

CH

2

C
CH

3

C NH

3

O

HSO

4

+

Warunki procesu:
•

100% kwas siarkowy,

•

1,5 krotny nadmiar H

2

SO

4

w stosunku do cyjanohydryny.

•

temperatura - 80-140

o

C.

30

III etap

-

CH

2

C
CH

3

C NH

3

O

HSO

4

+

+CH

3

OH

CH

2

C
CH

3

C

O

OCH

3

+ NH

4

HSO

4

•

temperatura 80

o

C.

Selektywno do metakrylanu metylu, poprzez wszystkie trzy etapy – ok. 77% (w
przeliczeniu na aceton).

31

100% kwas

siarkowy

cyjanohydryna

acetonu

1

2

para

metanol

woda

H

2

O

H

2

O

H

2

O

H

2

O

metakrylan

metylu

smoła i polimery

(NH

4

)

2

SO

4

3

5

6

7

8

4

4

4

10

10

10

10

9

4

1 - mieszalnik, 2 - reaktor, 3 - kolumna estryfikacyjna, 4 - kondensatory-deflegmatory, 5 -

kolumna ekstrakcyjna, 6-8 - kolumny rektyfikacyjne, 9 - wymiennik ciepła, 10 -

podgrzewacze

32

Modyfikacje metody cyjanohydrynowej

Proces firmy Mitsubishi Gas Chemical – hydroliza cyjanohydryny do

α-hydroksyizobu-

tyroamidu.

CH

3

C

CH

3

OH

CN

CH

3

C

OH

CH

3

C NH

2

O

+ H

2

O

Proces w fazie ciekłej wobec stałego zło a dwutlenku manganu, modyfikowanego

metalem alkalicznym (co najmniej jednym pierwiastkiem spo ród Zr i Sn).

33

CH

3

C

OH

CH

3

C NH

2

O

+ HCOOCH

3

CH

3

C

OH

CH

3

C O

O

CH

3

+ HCONH

2

CH

3

C

OH

CH

3

C O

O

CH

3

CH

2

C
CH

3

C O

O

CH

3

+ H

2

O

Dehydratacja estru metylowego kwasu

α-hydroksyizomasłowego do metakrylanu metylu,

prowadzona jest w fazie parowej wobec modyfikowanego katalizatora zeolitowego:

34

Utlenianie izobutenu

Proces firmy ESCAMBIA Chemical Co.,

CH

3

C
CH

3

CH

2

CH

3

C

OH

CH

3

C OH

O

CH

2

C
CH

3

C OH

O

+ H

2

O

N

2

O

4

(lub HNO

3

)

35

Utlenianie izobutenu do kwasu metakrylowego firmy Asahi Glas

CH

3

C
CH

3

CH

2

CH

2

C
CH

3

C H

O

+O

2

- H

2

O

CH

2

C
CH

3

C OH

O

+0.5 O

2

I etap utleniania:
•

aparatura, warunki, jak i produkty uboczne analogiczne jak w procesie otrzymywania
akroleiny

•

katalizatory - zwi zki molibdenu z dodatkami tlenków Bi, Co, Ni, Te, V, Sb, Fe, P i in.

•

temperatura - 350-450

o

C,

•

ci nienie atmosferyczne, przy rozcie czeniu mieszaniny reakcyjnej par wodn

•

konwersja izobutenu 90-98%

36

•

selektywno do metakroleiny - 70-90%.

Warunki II etapu utleniania:
•

heterogeniczny katalizator - fosforomolibdenian z dodatkiem tlenków Te i Sb, jonów
NH

4

+

, metali alkalicznych i metali ziem alkalicznych.

•

faza gazowa,

•

temperatura - 250-350

o

C,

•

ci nienie atmosferyczne

•

stopie przereagowania metakroleiny 80-90%.

•

selektywno do kwasu metakrylowego - 70-80%.

37

Alternatywna wersj utleniania izobutylenu (utleniaj ca estryfikacja metakroleiny

metanolem)

CH

2

C
CH

3

C H

O

CH

2

C
CH

3

C OH

O

+ 0.5 O

2

+ CH

3

OH

+ H

2

O

•

faza ciekła,

•

temperatura - 50-100

o

C

•

katalizator (tzw. katalizator Lindlara), pallad osadzony na w glanie wapnia, cz ciowo

dezaktywowany (truty) octanem ołowiu(II) zwi ksza sumaryczn wydajno utleniania

z 70 do 80%.

38

Utlenianie izobutenu poprzez alkohol tert-butylowy

CH

3

C
CH

3

CH

2

+ H

2

O

CH

3

C
CH

3

OH

CH

3

+ 2 H

2

O

CH

3

C
CH

3

OH

CH

3

+ O

2

CH

2

C
CH

3

C H

O

Warunki utleniania:
•

faza gazowa,

•

katalizator heterogeniczny, zawieraj cego tlenki Mo/Fe/Ni,

•

temperatura - 420

o

C,

•

ci nienie - 0,1-0,3 MPa.

•

konwersja alkoholu tert-butylowego - 94%,

•

selektywno do metakroleiny - 94%.

39

Utlenianie do kwasu metakrylowgo:

•

w obecno ci pary wodnej.

•

temperatura - ok. 300

o

C,

•

ci nienie - 0,2-0,3 MPa,

•

katalizator - tlenki Mo, P, Sb i W,

•

przy konwersji metakroleiny 89% osi ga si selektywno przereagowania do kwasu

powy ej 96%,

•

gazy poreakcyjne kondensuje si , a nast pnie kwas ekstrahuje si , oczyszcza

destylacyjnie i estryfikuje.

40

Otrzymywanie kwasu metakrylowego poprzez aldehyd izomasłowy

Mo liwe warianty:
•

poprzez odwodornienie.

Odwodornienie kwasu izomasłowego w fazie gazowej w obecno ci substancji pełni cej

funkcj akceptora wodoru, np. siarki i jej zwi zki organiczne.

Firma Asahi Kosei opracowała metod , w której ester metylowy kwasu izomasłowego

poddaje si odwodornieniu do MMA w obecno ci H

2

S/S w temperaturze ok. 500

o

C.

41

Utlenienie kwasu izomasłowego do MA (odwodornienie utleniaj cym).

CH

2

C
CH

3

C OH

O

+ H

2

O

CH

3

C
CH

3

C OH

O

H

+ 0.5 O

2

Proces jest katalizowany homogenicznie przez HBr, w temperaturze 160-175

o

C (Eastman

Kadak), albo heterogenicznie przy pomocy kontaktu Bi-Fe w 250-260

o

C (Cyanamide).

Produkty uboczne - produkty rozkładu, przede wszystkim kwas akrylowy, CO, CO

2

,

CH

3

COOH.

42

Hydroliza metakrylonitrylu

CH

3

C
CH

3

CH

2

+ NH

3

+ 1.5 O

2

CH

2

C
CH

3

CN + 3 H

2

O

CH

3

C
CH

3

CH

2

+ H

2

SO

4

+ 2 H

2

O

CH

2

C
CH

3

C OH

O

+ NH

4

HSO

4

43

Kondensacja aldehydu propionowego z formaldehydem

CH

2

C
CH

3

C H

O

CH

3

CH

2

CHO + HCHO

+ H

2

O

Warunki procesu:

•

w obecno ci amin drugorz dowych i kwasu octowego,

•

temperatura - 160-210

o

C,

•

ci nienie - 0,4-0,8 MPa

44

Karbonylowanie propynu

CH

3

C CH + CO + CH

3

OH

CH

2

C
CH

3

C O

O

CH

3

Warunki procesu:
•

homogenny układ katalityczny zło ony z palladu, podstawionego ligandu fosfinowego i
silnego kwasu.

•

temperatura - 60

o

C,

•

ci nienie - 6 MPa.

•

wydzielanie produktów reakcji - metod destylacji pró niowej.

•

w procesie nie stosuje si wody, co eliminuje główn przyczyn korozji aparatury.

•

wydajno 98,9%

45

Z

ASTOSOWANIE

K

WASU

M

ETAKRYLOWEGO

I

J

EGO

E

STRÓW

Kwas metakrylowy:
•

głównie do produkcji estrów na drodze bezpo redniej estryfikacji.

•

do produkcji polimerów karboksylowanych oraz jako dodatek do polimerów
emulsyjnych w ilo ci 1-3% (m/m), maj cych zastosowanie przy produkcji klejów, farb,
papieru i rodków pomocniczych dla przemysłu włókienniczego.

•

do produkcji ywic winyloestrowych.

W ród licznej grupy polimerów pochodnych kwasu metakrylowego najwi ksze znaczenie

ma poli(metakrylan metylu) (PMMA).

Najwi kszymi producentami metakrylanu metylu jest firma ICI i Röhm and Haas. PMMA

w wiecie znany jest pod nazw Plexiglas, Perspex i Lucite.

46

Poli(metakrylan metylu)

47

Poli(metakrylan metylu) stosuje si :
•

do produkcji ywic akrylowych i plastików,

•

w przemy le lotniczym, motoryzacyjnym (klosze wiateł sygnalizuj cych i urz dzenia
odblaskowe),

•

do wyrobu elementów aparatury elektrycznej,

•

do produkcji pryzmatów i soczewek oraz wyrobów powszechnego u ytku: piór, guzi-
ków, pudełek, naczy stołowych, szkiełek do zegarków, szyb okiennych i drzwiowych,
osłon wietlówek, aba urów i yrandoli.

•

ywice akrylowe, b d ce kopolimerami metakrylanu metylu i akrylanów

wykorzystywane s jako powłoki, podłogi, w przemy le tekstylnym, papierniczym i
skórzanym, a tak e jako rodki adhezyjne i wypełnienia (m.in. w protetyce
dentystycznej) oraz do produkcji włókien sztucznych.

48

Inne estry metakrylanowe (i ich polimery):
•

poli(metakrylan butylu) - do sklejania elementów optycznych i do wyrobu klejów i
apretur o specjalnym przeznaczeniu.

•

metakrylany 2-hydroksyetylu, 2-hydroksypropylu i glicydylu u ywa si głównie w
powłokach samochodowych i przemysłowych, szczególnie w emaliach, które wypieraj
lakiery.

•

metakrylan 2-hydroksyetylu u ywa si te w produkcji płytek obwodów drukowanych i
soczewek kontaktowych.

•

metakrylan glicydylu stosowany jest, m.in., do wyrobu materiałów dentystycznych i
szkieł kontaktowych.

•

polimery wykorzystywane przy uzdatnianiu wody pitnej i obróbki cieków zawieraj
metakrylany alkiloaminoetanolu lub ich czwartorz dowe monomery.

49