ការសំយោគសារធាតុរំលាយដែលមានប្រតិកម្ម - (សារធាតុរំលាយដែលអាចព្យាបាលដោយកាំរស្មីយូវីដោយរ៉ាឌីកាល់សេរី)

វិធីសាស្ត្រសំយោគសម្រាប់សារធាតុរំលាយអាគ្រីឡាតដែលមានប្រតិកម្មជាចម្បងរួមមានអេស្ទ័ររីហ្វាយកម្មដោយផ្ទាល់ អន្តរអេស្ទ័ររីហ្វាយកម្ម វិធីសាស្ត្រអាស៊ីតក្លរួ កាតាលីករផ្ទេរដំណាក់កាល និងបន្ថែមអេស្ទ័ររីហ្វាយកម្ម។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ ភាគច្រើនត្រូវបានផលិតតាមរយៈការបន្ថែមអេស្ទ័ររីហ្វាយកម្មដោយផ្ទាល់។

(1) អេស្ទ័ររីហ្វាយនីយកម្មដោយផ្ទាល់

CH₂=CHCOOH + ROH -catalyst → CH₂=CHCOOR + H₂O

  កាតាលីករដែលប្រើជាទូទៅសម្រាប់អេស្ទ័ររីហ្វាយកម្មដោយផ្ទាល់រួមមាន អាស៊ីតស៊ុលហ្វួរិកប្រមូលផ្តុំ អាស៊ីត p-toluenesulfonic និងអាស៊ីតមេតានស៊ុលហ្វួរិក។ ការប្រើប្រាស់អាស៊ីតស៊ុលហ្វួរិកប្រមូលផ្តុំជាកាតាលីករអេស្ទ័ររីហ្វាយកម្មជារឿយៗបង្កឱ្យមានប្រតិកម្មចំហៀងដូចជា ការខ្សោះជាតិទឹក អុកស៊ីតកម្ម និងអេស្ទ័ររីហ្វាយកម្មដោយខ្លួនឯងនៃសារធាតុប្រតិកម្ម។ នេះបង្កើតផលិតផលរងផ្សេងៗ ធ្វើឱ្យស្មុគស្មាញដល់ការបន្សុទ្ធផលិតផល និងការស្តារវត្ថុធាតុដើមឡើងវិញ រំខានដល់ដំណើរការក្រោយការព្យាបាល និងធ្វើឱ្យខូចគុណភាពផលិតផល ខណៈពេលដែលច្រេះឧបករណ៍។ ជាលទ្ធផល PTSA ត្រូវបានប្រើប្រាស់ជាចម្បងនៅក្នុងផលិតកម្មឧស្សាហកម្មបច្ចុប្បន្នដោយសារតែគុណសម្បត្តិរបស់វា រួមទាំងតម្រូវការកម្រិតទាប សីតុណ្ហភាពប្រតិកម្មទាប អត្រាបំលែងខ្ពស់ និងគុណភាពផលិតផលខ្ពស់។ នៅពេលបញ្ចប់ប្រតិកម្ម កាតាលីករអាចត្រូវបានបំបែកចេញពីផលិតផលបានយ៉ាងងាយស្រួល ដែលធ្វើឱ្យដំណើរការដំណើរការកាន់តែសាមញ្ញ។ ទឹកដែលបង្កើតឡើងក្នុងអំឡុងពេលប្រតិកម្មអេស្ទ័រត្រូវបានយកចេញដោយប្រើសារធាតុ azeotropic entrainer (សារធាតុស្ងួត)។ សារធាតុ entrainer ទូទៅរួមមាន benzene, toluene, xylene, cyclohexane និង n-heptane ដែលបង្កើតជា azeotropes ជាមួយទឹកប្រតិកម្មដើម្បីយកវាចេញ។ អាល់កានមានតម្លៃថ្លៃ និងងាយនឹងបង្កជាឧស្ម័នខ្ពស់។ xylene មានចំណុចរំពុះខ្ពស់។ benzene មានចំណុចរំពុះទាប និងងាយនឹងបង្កជាឧស្ម័នខ្ពស់ ដែលធ្វើឱ្យវាពិបាកក្នុងការងើបឡើងវិញ ហើយវាបង្ហាញពីជាតិពុលខ្ពស់។ ដូច្នេះ toluene ជាទូទៅត្រូវបានគេពេញចិត្តជាសារធាតុ entrainer។ Toluene មានចំណុចរំពុះ 110°C និងចំណុចរំពុះ azeotropic ទឹក-toluene 84°C; វាងាយនឹងកកកុញក្នុងអំឡុងពេលចម្រាញ់សារធាតុរំលាយដោយបូមធូលី ដែលធានាអត្រានៃការងើបឡើងវិញខ្ពស់ ជាតិពុលទាបជាង benzene និងការចំណាយសន្សំសំចៃ។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ ក្នុងប៉ុន្មានឆ្នាំថ្មីៗនេះ ការរឹតបន្តឹងបទប្បញ្ញត្តិលើសារធាតុរំលាយស៊េរី benzene នៅក្នុងថ្នាំកូត ទឹកថ្នាំ និងសារធាតុស្អិតបានជំរុញឱ្យក្រុមហ៊ុនផលិតជាច្រើនបញ្ឈប់ toluene ដោយងាកទៅរកសារធាតុ entrainer ដែលមានមូលដ្ឋានលើអាល់កានវិញ។ សារធាតុទប់ស្កាត់ប៉ូលីមែររីសាស្យុងត្រូវតែបញ្ចូលក្នុងអំឡុងពេលដំណើរការអេស្ទ័ររីសាស្យុង ដើម្បីការពារការប៉ូលីមែររីសាស្យុងមុនអាយុនៃម៉ូណូមែរអាស៊ីតអាគ្រីលីក និងផលិតផលអាគ្រីឡាតដែលជាលទ្ធផល។ សារធាតុទប់ស្កាត់ដែលប្រើជាទូទៅរួមមានសមាសធាតុហ្វេណុល (ដូចជាអ៊ីដ្រូគីណូន [HQ] និងតេត-ប៊ូទីលអ៊ីដ្រូគីណូន [TBHQ]) សមាសធាតុអាមីន (ដូចជាហ្វេណូធីយ៉ាហ្សីន និង p-ហ្វេនីលេនឌីអាមីន) និងស្មុគស្មាញសម្របសម្រួលទង់ដែង (ដូចជាទង់ដែងឌីមេទីលឌីអេទីលឌីធីអូកាបាម៉ាត និងទង់ដែងឌីប៊ូទីលឌីធីអូកាបាម៉ាត) ដែលត្រូវបានអនុវត្តដោយឡែកពីគ្នា ឬជារូបមន្តលាយបញ្ចូលគ្នា។ ចំពោះ​អាគ្រីឡាត​អាល់គីល​ខ្ពស់ ការ​ធ្វើ​អេស្ទ័រ​រលាយ​អាច​ត្រូវ​បាន​ប្រើប្រាស់។ វិធីសាស្ត្រ​នេះ​លុប​បំបាត់​តម្រូវការ​សម្រាប់​ឧបករណ៍​បង្កើន​សម្ពាធ និង​កាត់​បន្ថយ​កម្រិត​ថ្នាំ​កាតាលីករ និង​សារធាតុ​ទប់ស្កាត់​ដែល​ត្រូវការ។ បន្ទាប់​ពី​ប្រតិកម្ម​ច្រាល​នៅ​សីតុណ្ហភាព 110–120°C ការ​ខ្សោះ​ជាតិ​ទឹក​ត្រូវ​បាន​អនុវត្ត ហើយ​អាស៊ីត​អាគ្រីលីក​ដែល​មិន​មាន​ប្រតិកម្ម និង​ទឹក​ដែល​នៅ​សេសសល់​ត្រូវ​បាន​យក​ចេញ​តាម​រយៈ​ការ​ចម្រាញ់​ក្នុង​សុញ្ញកាស ដែល​ផ្តល់​នូវ​អាគ្រីឡាត​អាល់គីល​ខ្ពស់​ដែល​មាន​ភាព​បរិសុទ្ធ​ខ្ពស់ និង​ទិន្នផល​ខ្ពស់។

(2) ការផ្លាស់ប្តូរអេស្ទ័រ

CH₂=CHCO₃CH₃ + ROH → CH₂=CHCOOR + CH₃OH

  នៅពេលរៀបចំអាគ្រីឡាតអាល់គីលខ្ពស់ ឬអាគ្រីឡាតមុខងារតាមរយៈការធ្វើអន្តរអេស្ទ័រនីហ្វិក មេទីលអាគ្រីឡាតជាធម្មតាត្រូវបានជ្រើសរើសជាវត្ថុធាតុដើមអេស្ទ័រអាល់គីលទាប។ ដោយសារតែចំណុចរំពុះទាបរបស់វា (80°C) អេស្ទ័រនីហ្វិកត្រូវតែធ្វើឡើងនៅសីតុណ្ហភាពទាបជាង ដែលពន្យារពេលវេលាប្រតិកម្ម។ លើសពីនេះ មេតាណុលផលិតផលរងបង្កើតជាអាហ្សេអូត្រូបជាមួយមេទីលអាគ្រីឡាត (ចំណុចរំពុះ 62–63°C) ដែលយកមេទីលអាគ្រីឡាតសារធាតុប្រតិកម្មចេញ ហើយជាលទ្ធផលបន្ថយទិន្នផលនៃអេស្ទ័រខ្ពស់គោលដៅ។ មេទីលអាគ្រីឡាត និងអាគ្រីឡាតខ្ពស់ងាយនឹងកូប៉ូលីមែរ និងហូម៉ូប៉ូលីមែរនីហ្វិកខ្ពស់ ដែលធ្វើឱ្យទិន្នផលនៃអាគ្រីឡាតខ្ពស់ថយចុះបន្ថែមទៀត។ ដូច្នេះ ការកើនឡើងកម្រិតថ្នាំទប់ស្កាត់ត្រូវបានទាមទារជាញឹកញាប់។ ដោយសារតែការពិចារណាលើការចំណាយ និងភាពស្មុគស្មាញក្រោយការព្យាបាល វិធីសាស្ត្រនេះលែងត្រូវបានប្រើប្រាស់ជាពាណិជ្ជកម្មសម្រាប់ការសំយោគអាគ្រីឡាតអាល់គីលខ្ពស់ និងអាគ្រីឡាតមុខងារទៀតហើយ។

(3) វិធីសាស្ត្រអាស៊ីតក្លរួ

CH₂=CHCOOH + SOCl₂ → CH₂=CHCOCl + HCl + CO₂

CH₂=CHCOCl + ROH → CH₂=CHCOOR + HCl

  វិធីសាស្ត្រនេះដំបូងធ្វើប្រតិកម្មអាស៊ីតអាគ្រីលីកជាមួយ thionyl chloride ដើម្បីសំយោគ acryloyl chloride ដែលបន្ទាប់មកឆ្លងកាត់ប្រតិកម្មអេស្ទ័ររីហ្វាយនីកជាមួយអាល់កុល។ វាមិនតម្រូវឱ្យមានកាតាលីករ ឬសារធាតុជំរុញទេ។ ដោយសារតែប្រតិកម្មដំណើរការនៅសីតុណ្ហភាពទាប ការបន្ថែមសារធាតុទប់ស្កាត់ប៉ូលីមែររីហ្វាយនីកក៏ត្រូវបានជៀសវាងផងដែរ។ អេស្ទ័ររីហ្វាយនីកដំណើរការស្ទើរតែបរិមាណ ដែលផ្តល់នូវភាពបរិសុទ្ធនៃផលិតផលពិសេស។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ វាគឺជាដំណើរការពីរជំហានដែលមានថ្លៃដើមផលិតកម្មខ្ពស់។ ប្រតិកម្មបង្កើតឧស្ម័ន HCl និង SO₂ ក្នុងបរិមាណច្រើន ដែលតម្រូវឱ្យមានប្រព័ន្ធសម្អាតច្រើនដំណាក់កាលជាមួយនឹងដំណោះស្រាយអាល់កាឡាំងពនលាយ និងទឹកសម្រាប់ការស្រូបយក។

(4) កាតាលីករផ្ទេរដំណាក់កាល (PTC)

2CH₂=CH₃|C-COOH + Na₂CO₃ → 2CH₂=CH₃|C-COONa + CO₂ + H₂O

CH₂=CH₃|C-COONa + ClCH₂-CH₂O → CH₂=CH₃|C-COOCH₂-CH₂O + NaCl

  សូដ្យូម មេតាគ្រីឡាត មានសភាពរឹង ចំណែកឯ អេពីក្លរ៉ូអ៊ីដ្រីន គឺជាសារធាតុរាវ។ ក្នុងករណីដែលគ្មានកាតាលីករ ប្រតិកម្មរវាងពួកវាមានភាពយឺតខ្លាំង ដែលចាំបាច់ត្រូវប្រើកាតាលីករផ្ទេរដំណាក់កាល (PTC)។ កាតាលីករផ្ទេរដំណាក់កាលសមស្របរួមមាន អំបិលអាម៉ូញ៉ូម quaternary អំបិលផូស្វ័រ quaternary និងអេធើរមកុដ។ អំបិលអាម៉ូញ៉ូម quaternary គឺជាអំបិលដែលរីករាលដាលបំផុត ដូចជា សេទីលទ្រីមេទីលអាម៉ូញ៉ូម ក្លរួ (CTAC) ប៊ែនហ្សីលទ្រីមេទីលអាម៉ូញ៉ូម ក្លរួ (BTMAC) និង តេត្រាមេទីលអាម៉ូញ៉ូម ក្លរួ (TMAC)។ វត្តមាននៃសំណើមនៅក្នុងប្រព័ន្ធប្រតិកម្មបង្កឱ្យមានប្រតិកម្មចំហៀង។ ដូច្នេះ ដើម្បីបង្កើនប្រសិទ្ធភាពទិន្នផល ទាំងវត្ថុធាតុដើម និងប្រព័ន្ធប្រតិកម្មត្រូវតែរក្សាឱ្យស្ងួត និងគ្មានជាតិទឹក។

(5) ការបន្ថែមអេស្ទ័ររីហ្វីក

CH₂=R₁|C-COOH + CH₂-CH₂O-R₂ → CH₂=R₁|C-COO-CH₂-OH|CH₂-R₂

  តាមរយៈការណែនាំអុកស៊ីដអេទីឡែន ឬអុកស៊ីដប្រូពីលីនដោយផ្ទាល់ទៅក្នុងអាស៊ីត (មេត)អាគ្រីលីក នៅក្នុងវត្តមាននៃកាតាលីករ អេស្ទ័ររីហ្វាស៊ីកនៃការបន្ថែមបែបបើកចិញ្ចៀនកើតឡើង ដោយសំយោគអ៊ីដ្រូស៊ី (មេត)អាគ្រីឡាត (ដូចជា HEA, HEMA, HPA ឬ HPMA)។