Risposta rapida: Gli additivi per il controllo della superficie vengono generalmente selezionati in base al tipo di difetto, alla compatibilità e all'intervallo di dosaggio. La scelta commercialmente più valida è quella che risolve il problema reale senza crearne uno nuovo.

Il DMF è uno dei solventi più utilizzati nella sintesi organica, noto anche come solvente universale. Oggi condividerò con voi un caso di reazione. Anche l'uso combinato di m-CPBA e DMF è potenzialmente pericoloso. L'm-CPBA, noto anche come acido m-cloroperoxybenzoico, è un tipo di ossidante organico molto usato in chimica organica. In termini relativi, è relativamente sicuro. Tuttavia, il campo della chimica è pieno di incognite. Un incidente riportato nella letteratura condivisa oggi è legato all'uso misto di m-CPBA e DMF ed è direttamente collegato alle seguenti trasformazioni chimiche.

I sintetizzatori della Fujisawa Pharmaceutical Company in Giappone hanno utilizzato l'm-CPBA per ossidare lo zolfo a solfossido utilizzando il DMF come solvente su scala pilota. I sintetizzatori hanno prima mescolato 6,3 l di DMF e 11,0 kg di m-CPBA e li hanno agitati per 2 ore. Nel sistema si forma materia insolubile, che viene poi filtrata per ottenere una soluzione limpida; la soluzione limpida viene aggiunta alla soluzione di reazione organica. Dopo 1 ora di gocciolamento, la soluzione DMF di m-CPBA sale improvvisamente e rilascia gas. E poi esplode improvvisamente. L'autore di questo articolo (Org. Proc. Res. Dev.) descrive brevemente il processo di reazione come nella figura seguente.

Il personale sintetico ha immediatamente cercato la causa dell'incidente e dell'esplosione. Hanno ipotizzato che la causa fosse probabilmente una materia insolubile, e che la materia insolubile fosse proprio l'm-CBPO. Questa materia insolubile potrebbe essere un'impurità della materia prima m-CPBA stessa, oppure potrebbe essere generata gradualmente nel sistema di reazione. L'autore di questo articolo ha poi condotto una serie di esperimenti di verifica. L'autore ha scoperto che il contenuto di m-CBPO nella materia prima m-CPBA è solo 0,2%. Inoltre, gli esperimenti DTA e IST hanno confermato che l'm-CPBA fonde a 89 gradi ed è stabile a meno di 97 gradi. L'autore ha poi condotto uno studio DTA sulla soluzione DMF di m-CPBA e i risultati hanno mostrato che la temperatura di decomposizione di m-CPBA era di 83 gradi. Gli esperimenti di cui sopra dimostrano che il DMF può influenzare in larga misura il punto critico della temperatura di decomposizione dell'm-CPBA. Pertanto, l'autore ritiene che il solvente DMF abbia svolto un ruolo importante in questo incidente.

L'autore ha poi scoperto che, con l'aumento della temperatura, il contenuto di m-CBPO aumentava significativamente e la ricerca DTA ha mostrato che quando la temperatura raggiunge più di 125 gradi, si può prevedere un'esplosione molto grave.

L'autore ha quindi effettuato lo studio ARC della soluzione DMF di m-CPBA, lo studio della concentrazione e lo studio della stabilità mista di m-CPBA e m-CPBO. La conclusione finale è che la soluzione DMF di m-CPBA impiega 185 minuti per salire lentamente da 26 gradi a 70 gradi, per poi salire rapidamente a 200 gradi in pochi minuti o simili. Inoltre, la soluzione DMF di m-CPBA più concentrata si riscalda più velocemente. L'esperimento misto di m-CPBA e m-CPBO mostra che la temperatura sale lentamente all'inizio, ma dopo soli 95 minuti si verifica un forte aumento della temperatura.

In sintesi, l'autore di questo articolo illustra il processo generale dell'esplosione. In primo luogo, la formazione di m-CPBO porta a un aumento della temperatura, quindi la formazione di una grande quantità di m-CPBO causa un'esplosione ad alte temperature. Alla fine, l'autore ha utilizzato il diclorometano DCM come solvente per risolvere con successo questo problema. Gli esperimenti DTA dimostrano che utilizzando il diclorometano come solvente, non si verifica alcuna esoterma nel tempo.

Sperimentare con decine di migliaia di esemplari, la sicurezza prima di tutto! DMSO e DMF sono solventi fortemente polari, sebbene abbiano una buona solubilità per gli organici, sono anche un'arma a doppio taglio!

Come gli acquirenti valutano solitamente gli additivi per rivestimenti e inchiostri

La selezione degli additivi è generalmente più efficace quando il team definisce prima il difetto e poi valuta la compatibilità, l'intervallo di dosaggio e la fase del processo. Questo approccio è spesso molto più affidabile rispetto alla scelta basata unicamente sulla famiglia chimica o su un singolo risultato di laboratorio eclatante.

• Partite dal difetto, non dal nome dell'additivo: La perdita di bagnatura, la formazione di crateri, la microschiuma e l'instabilità spesso richiedono soluzioni diverse, anche all'interno della stessa formula.
• Verificare la compatibilità al dosaggio previsto: Anche l'additivo più potente può rivelarsi una scelta commerciale sbagliata se restringe eccessivamente la finestra di processo.
• Esaminare la fase di utilizzo: Alcuni prodotti sono più utili durante la macinatura, mentre altri sono più importanti durante la fase di diluizione, riempimento o applicazione finale.
• Bilanciare la qualità della polimerizzazione o della pellicola con il controllo dei difetti: L'additivo giusto risolve il problema senza compromettere l'adesione, la lucentezza o l'aspetto.

Riferimenti prodotto consigliati

• CHLUMIAF 094: Un riferimento antischiuma bilanciato per rivestimenti a base acquosa e molte applicazioni generali di controllo della schiuma.
• CHLUMIAF 3062: Utile quando la compatibilità tra inchiostro da stampa e inchiostro UV è importante nel sistema antischiuma.
• CHLUMIAF 3037: Un'opzione antischiuma più forte per il processo quando la schiuma persistente sopravvive a condizioni più severe.
• CHLUMIWE 3280: Un agente bagnante di riferimento altamente efficace per inchiostri, rivestimenti e per la bagnatura di substrati difficili.

FAQ per acquirenti e formulatori

Perché un additivo che sembra efficace in un becher a volte non funziona durante la produzione?
Poiché la sollecitazione di taglio, la temperatura, il substrato e la formula completa possono tutti influenzare il comportamento dell'additivo in condizioni di processo reali.

Bisogna sempre preferire l'additivo più aggressivo?
Di solito no. L'additivo migliore è quello che risolve il difetto reale preservando al contempo la più ampia finestra di funzionamento sicura.