Trong các cuộc thảo luận kỹ thuật với khách hàng, thỉnh thoảng một chủ đề được nhắc đến là liệu Hydro hóa cónhựa hydrocarbonthực sự mang lại đủ giá trị bổ sung để biện minh cho mức giá cao hơn so với nhựa hydrocarbon xúc tác C9. Kể từ khi được hydro hóa
nhựa hydrocarboncó màu nhạt hơn và thường ít mùi hơn, nhiều người đương nhiên cho rằng trả tiền tự động hơn có nghĩa là nhận được loại nhựa tốt hơn.
Kinh nghiệm của chúng tôi với các công thức kết dính và chất phủ cho thấy mọi thứ hiếm khi đơn giản như vậy. Bề ngoài nhẹ hơn hoặc ít mùi hơn chắc chắn có thể quan trọng trong một số ứng dụng, nhưng chúng không nhất thiết mang lại hiệu suất tổng thể tốt hơn trong mọi hệ thống. Việc đầu tư thêm có hợp lý hay không thường phụ thuộc nhiều hơn vào ma trận polymer cụ thể, điều kiện sử dụng, yêu cầu lão hóa và những gì người dùng cuối thực sự mong đợi từ thành phẩm.
Một sự hiểu lầm khác mà chúng tôi thường gặp là ý kiến cho rằng nhựa hydrocarbon hydro hóa chỉ đơn giản là sự thay thế trực tiếp cho nhựa hydrocarbon xúc tác C9. Trong thực tế, những tài liệu này được coi là tốt hơn khi phục vụ các vị trí sản phẩm khác nhau và các mục tiêu hiệu suất khác nhau. Quá trình hydro hóa là một bước sửa đổi nhằm cải thiện một số đặc tính nhất định, nhưng không nên hiểu nó là một bước nâng cấp phổ biến tự động làm cho một loại nhựa này vượt trội hơn loại nhựa kia trong mọi công thức.
Một quan niệm sai lầm cứ lặp đi lặp lại
Ở giai đoạn đầu của nhiều dự án, chúng tôi thường thấy khách hàng cho rằng vì C9 được hydro hóa trông sạch hơn và có màu nhạt hơn nên nó phải hoạt động tốt hơn C9 được polyme hóa xúc tác về mọi mặt.
Những người khác tiếp cận nó từ hướng ngược lại. Vì C9 được polyme hóa bằng xúc tác có giá thành thấp hơn nên họ coi đây là "phiên bản cơ bản" và không thấy có lý do gì để chi tiêu nhiều hơn.
Trong thực tế, cả hai quan điểm đều được đơn giản hóa quá mức. Trong nhiều vấn đề về công thức mà chúng tôi đã giải quyết trong nhiều năm, thách thức hiếm khi nằm ở chỗ liệu bản thân nhựa có “đủ tốt” hay không. Thông thường, câu hỏi thực sự xoay quanh độ ổn định màu sắc, kiểm soát mùi và cách sản phẩm hoạt động sau khi tiếp xúc kéo dài với nhiệt, oxy hoặc điều kiện bảo quản.
Một số ứng dụng rất nhạy cảm với các yếu tố này. Những người khác thì không. Liệu những khác biệt này có quan trọng hay không phụ thuộc hoàn toàn vào yêu cầu của hệ thống-sử dụng cuối cùng.
Hai sản phẩm này không tồn tại ở cùng một cấp độ của quy trình sản xuất
Nhựa hydrocarbon được xúc tác C9 được sản xuất thông qua phản ứng trùng hợp cation của các phần thơm C9 bị nứt có chứa các thành phần như styren, metyl styren, inden và các hợp chất thơm liên quan dưới chất xúc tác axit Lewis.
Đặc điểm của nó chủ yếu xuất phát từ cấu trúc phân tử của nó. Nhựa giữ được độ thơm tương đối cao, thể hiện khả năng tương thích tuyệt vời với nhiều hệ thống không phân cực và mang lại hiệu suất xử lý đáng tin cậy. Điều này giải thích tại sao nó đã được sử dụng thành công trong vô số công thức trong nhiều thập kỷ.
C9 hydro hóanhựa dầu mỏtuy nhiên, không phải là một con đường trùng hợp riêng biệt. Quá trình này bắt đầu bằng nhựa gốc hiện có-được sản xuất bằng quá trình trùng hợp xúc tác hoặc trùng hợp nhiệt-và đưa nó vào quá trình hydro hóa. Trong quá trình này, các liên kết không bão hòa và cấu trúc mang màu được bão hòa bằng cách sử dụng chất xúc tác dựa trên niken, paladi hoặc hệ thống kim loại tương tự.
Về cơ bản, một công nghệ tạo ra nhựa, trong khi công nghệ kia sửa đổi nhựa sau khi nó đã được hình thành. Nhìn từ góc độ đó, chúng hoàn toàn không phải là những công nghệ cạnh tranh.
Hầu hết sự khác biệt thể hiện ở hiệu suất hàng ngày--hơn là những thay đổi đáng kể về thuộc tính
Trong các ứng dụng thực tế, sự khác biệt giữa C9 được polyme hóa bằng xúc tác và C9 được hydro hóa hiếm khi chuyển thành các đặc tính hiệu suất hoàn toàn khác nhau. Thay vào đó, chúng có xu hướng xuất hiện dưới dạng hành vi-lâu dài.
Lấy độ ổn định màu sắc làm ví dụ. Nhựa polyme hóa xúc tác tự nhiên có một số màu ban đầu và có thể dần dần sẫm màu theo thời gian do quá trình oxy hóa và lão hóa nhiệt. Ở những sản phẩm nhạy cảm về hình thức{2}}, sự thay đổi này có thể trở nên khá dễ nhận thấy.
Quá trình hydro hóa làm giảm đáng kể các cấu trúc không bão hòa và các nhóm mang màu, tạo ra các vật liệu có màu sáng hơn{0}}với sự thay đổi màu chậm hơn nhiều trong quá trình bảo quản và lão hóa. Khách hàng có xu hướng nhận thấy điều này rõ ràng nhất ở các công thức trong suốt hoặc có màu sáng-.
Mùi có mô hình tương tự. Nhựa thơm thông thường có thể có mùi thơm nhẹ trong một số ứng dụng nhất định, trong khi nhựa hydrocarbon hydro hóa nhẹ hơn đáng kể. Đối với chất kết dính vệ sinh, chất kết dính nhãn và các sản phẩm định hướng xuất khẩu,-mùi thường trở thành vấn đề thực tế được cân nhắc vì những thị trường này có xu hướng áp đặt các yêu cầu khắt khe hơn về VOC và cảm quan.
Điều đó nói lên rằng, quá trình hydro hóa về cơ bản không làm thay đổi vai trò chính của nhựa. Chức năng xử lý, đặc tính tương thích và đặc tính bám dính ban đầu của nó phần lớn vẫn được xác định bởi chính nhựa gốc. Những gì quá trình hydro hóa chủ yếu cải thiện là tính ổn định và hình thức.
Các ngành công nghiệp khác nhau tập trung vào những điều khác nhau
Trong thị trường keo nóng chảy, keo đóng gói và ứng dụng đóng sách rất nhạy cảm về mặt chi phí. Vì yêu cầu về màu sắc thường ở mức vừa phải nên C9 được polyme hóa bằng xúc tác vẫn là một trong những lựa chọn chủ đạo vì tính ổn định trong quá trình xử lý và tính kinh tế quan trọng hơn.
Khi bạn chuyển sang sản phẩm vệ sinh, chẳng hạn như keo dán tã, sản phẩm chăm sóc phụ nữ hoặc keo nóng y tế, các ưu tiên sẽ thay đổi. Khách hàng ngày càng quan tâm hơn đến mùi, độ ổn định màu sắc và hiệu suất-lão hóa lâu dài. Trong hoàn cảnh này,nhựa dầu mỏ hydro hóadễ dàng hơn để biện minh mặc dù chi phí cao hơn.
Mẫu tương tự cũng xuất hiện trong chất kết dính nhạy áp-.
Nhiều ứng dụng băng keo công nghiệp có khả năng chịu đựng các biến thể màu sắc một cách đáng kinh ngạc. Nhưng ngay khi sản phẩm chuyển sang sử dụng băng trong suốt, nhãn cao cấp hoặc các ứng dụng-nhạy cảm có hình thức bên ngoài, thì sự chấp nhậnnhựa dầu mỏ hydro hóatăng lên đáng kể.
Ngành công nghiệp mực in và cao su thể hiện sự tương phản thú vị. Nhiều nhà sản xuất mực không muốn trả giá cao hơn cho màu nhạt hơn. Ưu tiên của họ vẫn là làm ướt sắc tố, phân tán và tương thích công thức, điều này giải thích tại sao C9 được trùng hợp xúc tác vẫn duy trì vị trí rất mạnh.
Điều tương tự cũng áp dụng cho các hợp chất cao su. Đặc tính xử lý và hiệu quả chi phí thường được ưu tiên hàng đầu, đó là lý do tại sao nhựa hydrocarbon hydro hóa có xu hướng chỉ xuất hiện trong các ứng dụng chuyên dụng hơn là các sản phẩm phổ thông.
Tại sao nhựa dầu mỏ hydro hóa ổn định hơn và có màu nhạt hơn?
Từ quan điểm phân tử, câu trả lời khá đơn giản.
Quá trình hydro hóa làm bão hòa nhiều liên kết đôi và các cấu trúc phản ứng dễ bị oxy hóa. Nó cũng làm giảm sự hiện diện của các nhóm mang màu chịu trách nhiệm hình thành màu sắc.
Kết quả là, nhựa trở nên nhạt màu hơn, oxy hóa chậm hơn theo thời gian và nhìn chung mang lại độ ổn định tia cực tím được cải thiện.
Điều đó không có nghĩa là C9 được trùng hợp bằng xúc tác vốn đã không ổn định. Điều đó đơn giản có nghĩa là hai vật liệu này cung cấp khoảng ổn định khác nhau và liệu sự khác biệt đó có quan trọng hay không phụ thuộc hoàn toàn vào ứng dụng dự định.
Điểm làm mềm thường ít quan trọng hơn mọi người nghĩ
Một quan niệm sai lầm khác là quá trình hydro hóa làm thay đổi đáng kể tất cả các tính chất vật lý, bao gồm cả điểm hóa mềm.
Trong thực tế, kinh nghiệm công nghiệp và dữ liệu được công bố cho thấy điểm làm mềm bị ảnh hưởng chủ yếu bởi sự phân bố trọng lượng phân tử và điều kiện trùng hợp. Bản thân quá trình hydro hóa có ảnh hưởng tương đối ít đến tính chất này.
Điều thay đổi đáng chú ý hơn là toàn bộ các đặc điểm liên quan đến độ ổn định{0}}hơn là các thông số vật lý cơ bản.
Trong thực tế, sự lựa chọn ít liên quan đến công nghệ và nhiều hơn về kinh tế
Khi đánh giá các dự án, chúng ta hiếm khi bắt đầu với câu hỏi công nghệ nào vượt trội hơn.
Thay vào đó, chúng tôi đặt ra những câu hỏi thực tế hơn, hệ thống có yêu cầu nghiêm ngặt về màu sắc không?
Nếu sản phẩm là hợp chất công nghiệp đen thì C9 được polyme hóa bằng xúc tác thường hoàn toàn phù hợp và mang lại lợi ích kinh tế rõ ràng.
Nếu ứng dụng liên quan đến bao bì trong suốt, các lớp keo-sáng màu hoặc các sản phẩm nhạy cảm với mùi-, nhựa dầu mỏ hydro hóa thường biện minh cho chi phí bổ sung vì khách hàng sẵn sàng trả tiền nhiều hơn để cải thiện hình thức bên ngoài và độ ổn định.
Định vị sản phẩm cũng quan trọng. Các sản phẩm có-giá trị thấp, số lượng-cao thường bị chi phối bởi chi phí. Các sản phẩm xuất khẩu có giá trị-cao chú trọng nhiều hơn đến tính nhất quán và hiệu suất-lâu dài.
Trong nhiều trường hợp, quyết định cuối cùng không thực sự là một quyết định về công nghệ. Đó là sự thỏa hiệp giữa cơ cấu chi phí và-kỳ vọng của người dùng cuối.
Điều chúng tôi thấy khá thường xuyên trong các dự án thực tế
Một quan sát thú vị là nhiều khách hàng sử dụng đồng thời cả hai loại nhựa thay vì chọn loại này hơn loại kia.
Các dòng sản phẩm công nghiệp tiêu chuẩn có thể dựa vào C9 được trùng hợp bằng xúc tác, trong khi các nhãn cao cấp hoặc sản phẩm xuất khẩu sử dụng nhựa hydrocarbon hydro hóa.
Từ góc độ chuỗi cung ứng, sự sắp xếp này hoàn toàn hợp lý, không một loại nhựa nào có thể đáp ứng một cách kinh tế mọi yêu cầu về hiệu suất và mọi mức giá.
Suy nghĩ cuối cùng
Nếu phải tóm tắt mối quan hệ giữa hai chất liệu này trong một câu thì tôi sẽ diễn đạt như thế này:
C9 được polyme hóa bằng xúc tác là một nền tảng chất kết dính hoàn thiện và có tính ứng dụng cao, trong khi C9 được hydro hóa đại diện cho một phiên bản-nâng cao tính ổn định của nền tảng đó.
Nhưng việc nâng cấp đó không phải là thứ mà mọi ứng dụng đều phải trả tiền, trong nhiều trường hợp, câu hỏi thực sự không phải là loại nhựa nào vượt trội về mặt kỹ thuật.
Câu hỏi quan trọng hơn là việc nâng cấp tạo ra giá trị ở đâu-và việc nâng cấp chỉ làm tăng thêm chi phí không cần thiết ở đâu.
Hơn bất cứ điều gì khác, đó là cuộc thảo luận mà chúng tôi thường gặp nhất với khách hàng khi hỗ trợ các công thức và phát triển ứng dụng.
Tài liệu tham khảo
1.Jiang, M., Wei, XJ, Chen, XP, Wang, LL, & Liang, JZ (2020). Quá trình hydro hóa nhựa dầu mỏ C9 trên chất xúc tác niken biến tính PEG1000 được hỗ trợ trên cặn chất xúc tác Cracking xúc tác chất lỏng có thể tái chế. 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., & Liang, BF (2018). Chất xúc tác dựa trên Ni{15}}với polyvinyl pyrrolidone làm chất phân tán được hỗ trợ trong dư lượng chất xúc tác Cracking xúc tác chất lỏng đã được xử lý trước để hydro hóa nhựa dầu mỏ C9 (C9 PR). Khoa học mở của Hiệp hội Hoàng gia, 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, & Fang, JH (2020). Những tiến bộ mới về chất xúc tác cho quá trình hydro hóa nhựa dầu mỏ C9. Trong Chuỗi Hội thảo IOP: Khoa học Trái đất và Môi trường (Tập. 513, p. 012003). Nhà xuất bản IOP. https://doi.org/10.1088/1755-1315/513/1/012003
4.Rahmatpour, A., & Ghasemi Meymandi, M. (2021). Sản xuất-quy mô lớn nhựa hydrocacbon thơm C9 từ phân đoạn C9 có nguồn gốc từ dầu mỏ-dầu mỏ-bị nứt: Hóa học, Khả năng mở rộng và Phân tích kinh tế{10}}công nghệ. Nghiên cứu & Phát triển Quy trình Hữu cơ, 25(1), 120–135. https://doi.org/10.1021/acs.oprd.0c00474