Этоксилированный (пропоксилированный) диакрилат
Общая информация
Этоксилированный (пропоксилированный) диакрилат (англ. Ethoxylated/Propoxylated Diacrylate, EDA/PDAD) представляет собой функциональный мономер с двумя акрилатными группами, соединёнными через гибкую полиоксиалкиленовую цепочку на основе этиленоксида и/или пропиленоксида. Структурно это диэтер акриловой кислоты, общей формулы:
HO–(CH2CH2O)m–(CH2CH(CH₃)O)n–CH2CH2–O–C(O)–CH=CH2
где m и n – средние степени оксилирования, определяющие длину полиоксидной цепочки и вязкость продукта. Молярная масса варьируется в диапазоне 300–1000 г/моль. Внешне представляет собой прозрачную, слегка желтоватую жидкость с лёгким специфическим запахом. Основные физико-химические параметры:
- Плотность при 25 °C: 1,05–1,15 г/см3;
- Вязкость (25 °C): 20–500 мПа·с в зависимости от степени этокси/пропоксилирования;
- Температура вспышки (закрытый тигель): 90–110 °C;
- Индекс преломления nD20: 1,44–1,48;
- Содержание воды: ≤ 0,2 %;
- Кислотное число: ≤ 0,5 мг КОН/г;
- Чистота по ГХ: ≥ 98 %;
- Стабилизатор (гидрохинон или БЦК): 100–200 ppm.
Благодаря двум реакционноспособным акрилатным группам, этоксилированный (пропоксилированный) диакрилат активно полимеризуется под действием УФ-излучения или термических инициаторов, образуя гибкие или жёсткие сшитые сетки с регулируемой структурой.
Производство
Промышленный синтез включает следующие основные этапы:
- Этоксилирование/пропоксилирование спиртового предшественника: начинают с диолов (этиленгликоля или пропиленгликоля) или более сложных спиртов (глицерин, триметилолпропан). В присутствии щёлочного катализатора (обычно гидроксида калия) при 120–140 °C и давлении 0,2–0,5 МПа проводят оксилирование этиленоксидом (EO) и/или пропиленоксидом (PO). Регулируют соотношение EO/PO и температуру, чтобы задать m и n.
- Эстерификация акриловой кислотой или акрилацетатом: полученный полиоксиалкиленовый спирт реагирует с акриловой кислотой или аcryloyl-анилином/ацетатом. Реакцию проводят при 60–80 °C с использованием кислотного катализатора (п-толуолсульфокислота, 0,5–1 % масс.). Водные пары отводят азеотропно с толуолом или ксилолом.
- Нейтрализация и очистка: после завершения эстерификации смесь нейтрализуют слабым раствором карбоната натрия, отмывают водой до нейтрального pH, сушат над сульфатом натрия или методом вакуумной ротационной испарительной сушилки.
- Вакуумная дистилляция: проводят при остаточном давлении 0,01–0,05 МПа и температуре не выше 90 °C для отделения непрореагировавших примесей, мономер-акриловой кислоты и растворителей. В чистый продукт вводят стабилизатор (гидрохинон, БЦК).
Выход целевого диакрилата достигает 70–85 % от теоретического, а системы рекуперации растворителей и катализаторов минимизируют экологическую нагрузку.
Применение
Этоксилированный (пропоксилированный) диакрилат находит широкое применение в различных отраслях:
- UV-отверждаемые покрытия и чернила: служит реакционноспособным разбавителем и сшивающим компонентом в лаках, красках, принтованных электрониках, обеспечивая высокую скорость отверждения, износостойкость и химическую стойкость.
- Адгезивы и клеевые системы: двуактивный мономер повышает прочность связи с полимерами, металлами и стеклом; используется в стоматологических и промышленных клеях, а также в самоклеящихся плёнках.
- 3D-печать и стереолитография: низкая вязкость и высокая скорость сшивки обеспечивают детализацию и стабильность размеров при SLA- и DLP-технологиях.
- Композиты и формуемые материалы: диакрилат применяют в составе армированных углеродным волокном или наночастицами смол для получения лёгких и прочных изделий.
- Гидрогели и биосовместимые полимеры: регулируемая гибкость и гидрофильность позволяют создавать медицинские гидрогели, контактные линзы, системы доставки лекарств.
Дополнительные области применения: электроизоляционные покрытия, оптические клеи, прототипирование, сенсоры, антибактериальные и антикоррозионные составы.
Хранение и транспортировка
Готовый этоксилированный (пропоксилированный) диакрилат упаковывают в герметичные стальные барабаны с эпоксидным внутренним покрытием или в пластиковые ёмкости HDPE ёмкостью 25–220 кг. Тара маркируется в соответствии с ADR/RID (UN 3269, класс 3 – легковоспламеняющиеся жидкости).
Рекомендуемые условия хранения:
- Температура: +5…+25 °С;
- Влажность воздуха: не более 60 %;
- Защита от прямых солнечных лучей и источников тепла;
- Хранение отдельно от сильных окислителей, оснований и аминов;
- Герметично закрытая тара и минимизация свободного объёма воздуха.
При транспортировке необходимо предотвращать удары, вибрацию и превышение температурного режима. Погрузочно-разгрузочные работы следует проводить с применением спецтехники и с учётом мер пожарной безопасности.
Безопасность
Этоксилированный (пропоксилированный) диакрилат относится к опасным веществам класса 3 (легковоспламеняющиеся жидкости) и GHS07 (раздражающее). Вещество может вызывать раздражение кожи, глаз и дыхательных путей, а пары при высокой концентрации – головокружение и головную боль.
- Использовать средства индивидуальной защиты: перчатки из нитрила или неопреновые, защитные очки/лицевой щиток, спецодежду, при превышении ПДК – респиратор с органическими фильтрами (тип A2).
- Обеспечить местную вытяжную вентиляцию и заземление оборудования для предотвращения статического электричества.
- Исключить открытый огонь, искры и курение в рабочей зоне.
- Хранить и работать вдали от сильных окислителей, щелочей и аминов.
Первая помощь при контакте:
- Кожа: смыть большим количеством воды с мылом;
- Глаза: промыть водой не менее 15 минут, при необходимости обратиться к офтальмологу;
- Вдыхание: вывести пострадавшего на свежий воздух, обеспечить покой, при серьёзных симптомах – госпитализировать;
- Проглатывание: не вызывать рвоту, дать питьё (вода), немедленно вызвать скорую помощь.
Утилизацию остатков и загрязнённой тары проводят в соответствии с национальными и международными нормами как отходы класса 3, сжиганием в специализированных инсинераторах или нейтрализацией щелочным раствором и передачей лицензированным организациям.