В техническите дискусии с клиенти една тема, която се появява от време на време, е дали е хидрогениранвъглеводородна смоланаистина доставя достатъчно допълнителна стойност, за да оправдае по-високата си цена в сравнение с C9 катализирана въглеводородна смола. Тъй Хидрогениран
въглеводородна смоласа по-светли на цвят и обикновено имат по-слаба миризма, много хора естествено приемат, че плащането на повече автоматично означава получаване на по-добра смола.
Нашият опит с формулировките на лепилата и покритията показва, че нещата рядко са толкова прости. По-лекият външен вид или по-слабата миризма със сигурност могат да бъдат важни в някои приложения, но те не се превръщат непременно в по-добра цялостна производителност във всяка система. Дали допълнителната инвестиция има смисъл често зависи много повече от конкретната полимерна матрица, условията на експлоатация, изискванията за стареене и какво всъщност очаква крайният потребител от крайния продукт.
Друго недоразумение, което често срещаме, е идеята, че хидрогенираната въглеводородна смола е просто директен заместител на C9 катализирана въглеводородна смола. На практика тези материали се разглеждат по-добре като обслужващи различни продуктови позиции и различни цели за ефективност. Хидрогенирането е стъпка на модификация, която подобрява определени характеристики, но не трябва да се тълкува като универсално надграждане, което автоматично прави една смола по-добра от другата във всяка формулировка.
Едно погрешно схващане, което се появява отново и отново
В ранните етапи на много проекти често виждаме клиентите да приемат, че тъй като хидрогенираният C9 изглежда по-чист и по-светъл на цвят, той трябва да превъзхожда каталитично полимеризирания C9 във всеки аспект.
Други го приближават от обратната посока. Тъй като каталично полимеризираният C9 струва по-малко, те го смятат за "основната версия" и не виждат причина да харчат повече.
На практика и двете гледни точки са прекалено опростени. При много проблеми с формулировката, с които сме се занимавали през годините, предизвикателството рядко е дали самата смола е „достатъчно добра“. По-често истинският въпрос се върти около стабилността на цвета, контрола на миризмата и как продуктът се държи след продължително излагане на топлина, кислород или условия на съхранение.
Някои приложения са силно чувствителни към тези фактори. Други не са. Дали тези разлики имат значение зависи изцяло от изискванията на системата за крайна-употреба.
Тези два продукта не съществуват на едно и също ниво на производствения процес
С9 катализирана въглеводородна смола се произвежда чрез катионна полимеризация на крекирани С9 ароматни фракции, съдържащи компоненти като стирен, метилстирен, инден и сродни ароматни съединения под катализатори с киселина на Люис.
Неговите характеристики произтичат основно от неговата молекулярна структура. Смолата запазва относително висока ароматичност, проявява отлична съвместимост с много неполярни системи и осигурява надеждна лепкавост. Това обяснява защо се използва успешно в безброй формулировки от десетилетия.
C9 хидрогениранпетролна смола, обаче, не е отделен път на полимеризация. Започва със съществуваща основна смола-, произведена или чрез каталитична полимеризация, или чрез термична полимеризация-, и я подлага на хидрогениране. По време на този процес ненаситените връзки и хромофорните структури се насищат с помощта на катализатори на базата на никел, паладий или подобни метални системи.
По същество една технология създава смолата, докато другата модифицира смолата, след като вече е била оформена. Погледнато от тази гледна точка, те изобщо не са конкурентни технологии.
Повечето от разликите се проявяват в ефективността-за-ден, а не в драматичните промени на свойствата
В практическите приложения разликите между каталитично полимеризиран C9 и хидрогениран C9 рядко се превръщат в напълно различни профили на ефективност. Вместо това те са склонни да се проявяват в дългосрочно-поведение.
Да вземем например стабилността на цвета. Каталитично полимеризираните смоли естествено притежават някакъв първоначален цвят и могат постепенно да потъмнеят с течение на времето поради окисление и термично стареене. При продукти с чувствителен външен вид- тази промяна може да стане доста забележима.
Хидрогенирането значително намалява ненаситените структури и хромофорните групи, произвеждайки по-светло{0}}оцветени материали с много по-бавни промени в цвета по време на съхранение и стареене. Клиентите са склонни да забелязват това най-ясно в прозрачни или светло-оцветени формулировки.
Миризмата следва подобен модел. Конвенционалните ароматни смоли могат да проявят лека ароматна миризма при определени приложения, докато хидрогенираната въглеводородна смола е значително по-мека. За хигиенните лепила, лепилата за етикети и-ориентираните към износ продукти миризмата често се превръща в практическо съображение, тъй като тези пазари са склонни да налагат по-строги изисквания за летливи органични съединения и сетивност.
Въпреки това, хидрогенирането не променя фундаментално основната роля на смолата. Нейната лепкава функция, характеристиките на съвместимост и първоначалното адхезионно поведение остават до голяма степен определени от самата основна смола. Това, което основно подобрява хидрогенирането, е стабилността и външния вид.
Различните индустрии се фокусират върху различни неща
На пазара на топящи се лепила лепилата за опаковки и книговезките приложения са силно чувствителни към разходите. Тъй като изискванията за цвят обикновено са умерени, каталитично полимеризираният C9 остава един от основните избори, тъй като стабилността на обработката и икономичността са по-важни.
След като преминете към хигиенни продукти, като лепила за пелени, продукти за грижа за жената или медицински термотопящи се продукти, приоритетите се променят. Клиентите стават много по-загрижени за миризмата, стабилността на цвета и дългосрочното-стареене. При тези обстоятелства,хидрогенирана петролна смоласа по-лесни за оправдаване въпреки по-високата цена.
Същият модел се появява при-чувствителните на натиск лепила.
Много индустриални приложения на ленти са изненадващо толерантни към цветови вариации. Но веднага щом продуктите се преместят в прозрачни ленти, висококачествени етикети или чувствителни към външния вид-приложения, приемането нахидрогенирана петролна смоласе увеличава значително.
Индустриите за мастило и каучук представляват интересен контраст. Много производители на мастила не са склонни да плащат премия само за по-светъл цвят. Техните приоритети остават омокрянето на пигмента, дисперсията и съвместимостта на формулите, което обяснява защо каталитично полимеризираният C9 все още поддържа много силна позиция.
Същото важи и за каучуковите смеси. Характеристиките на обработката и ефективността на разходите обикновено са пред външния вид, поради което хидрогенираната въглеводородна смола се появява само в специализирани приложения, а не в масови продукти.
Защо хидрогенираната нефтена смола е по-стабилна и по-светла на цвят?
От молекулярна гледна точка отговорът е доста ясен.
Хидрогенирането насища много от двойните връзки и реактивните структури, които са податливи на окисление. Той също така намалява присъствието на хромофорни групи, отговорни за образуването на цвят.
В резултат на това смолата става по-светла на цвят, окислява се по-бавно с течение на времето и като цяло предлага подобрена UV стабилност.
Това не означава, че каталитично полимеризираният C9 по своята същност е нестабилен. Това просто означава, че двата материала осигуряват различни прозорци на стабилност и дали тази разлика има значение зависи изцяло от предвиденото приложение.
Точката на омекване често е по-малко важна, отколкото хората си мислят
Друго погрешно схващане е, че хидрогенирането драматично променя всички физични свойства, включително точката на омекване.
В действителност индустриалният опит и публикуваните данни предполагат, че точката на омекване се влияе главно от разпределението на молекулното тегло и условията на полимеризация. Самото хидрогениране има относително малък ефект върху това свойство.
Това, което се променя по-забележимо, е цял набор от-свързани със стабилността характеристики, а не основните физически параметри.
На практика подборът е свързан по-малко с технологиите и повече с икономиката
Когато оценяваме проекти, рядко започваме с въпроса коя технология е по-добра.
Вместо това задаваме по-практични въпроси, системата има ли строги изисквания за цвят?
Ако продуктът е черно индустриално съединение, каталитично полимеризираният C9 често е напълно подходящ и предлага ясни икономически предимства.
Ако приложението включва прозрачни опаковки, светло{0}}оцветени адхезивни слоеве или чувствителни-мириси продукти, хидрогенираната петролна смола обикновено оправдава допълнителните си разходи, тъй като клиентите са по-склонни да платят за подобрен външен вид и стабилност.
Позиционирането на продукта също има значение. Продуктите с ниска-стойност и голям{2}}обем обикновено се ръководят от цената. Експортните продукти с висока-стойност поставят по-голям акцент върху последователността и дългосрочната-производителност.
В много случаи крайното решение всъщност не е технологично решение. То е компромис между структурата на разходите и очакванията на крайния-потребител.
Нещо, което виждаме доста често в реални проекти
Едно интересно наблюдение е, че много клиенти използват и двата вида смола едновременно, вместо да избират единия пред другия.
Стандартните промишлени продуктови линии могат да разчитат на каталитично полимеризиран C9, докато премиум етикетите или експортните продукти използват хидрогенирана въглеводородна смола.
От гледна точка на веригата за доставки, това споразумение има идеален смисъл, нито една смола не може икономически да покрие всяко изискване за производителност и всеки ценови диапазон.
Последна мисъл
Ако трябва да обобщя връзката между тези два материала в едно изречение, бих го изразил така:
Каталитично полимеризираният C9 е зряла и много практична платформа за прилепване, докато хидрогенираният C9 представлява-подобрена версия на тази платформа.
Но това надграждане не е нещо, за което трябва да плаща всяко приложение, в много случаи истинският въпрос не е коя смола е технически по-добра.
По-важният въпрос е къде надстройката създава стойност-и къде просто добавя ненужни разходи.
Това, повече от всичко друго, е дискусията, която най-често водим с клиентите, когато поддържаме формулировки и разработване на приложения.
Референции
1. Jiang, M., Wei, XJ, Chen, XP, Wang, LL, & Liang, JZ (2020). C9 Хидрогениране на петролна смола върху PEG1000-модифициран никелов катализатор, поддържан върху рециклируем флуиден каталитичен крекинг каталитичен остатък. 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). Катализатор на основата на Ni- с поливинилпиролидон като диспергатор, поддържан в предварително обработен флуиден каталитичен крекинг катализаторен остатък за хидрогениране на петролна смола C9 (C9 PR). Royal Society Open Science, 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 и Fang, JH (2020). Нови постижения в катализаторите за хидрогениране на петролна смола C9. В серия от конференции на IOP: Наука за земята и околната среда (том. 513, стр. 012003). IOP Publishing. https://doi.org/10.1088/1755-1315/513/1/012003
4. Рахматпур, А. и Гасеми Мейманди, М. (2021). Широкомащабно-производство на C9 ароматна въглеводородна смола от фракция C9, получена-от крекиран-нефт-: Химия, мащабируемост и техно{10}}икономически анализ. Изследване и развитие на органични процеси, 25 (1), 120–135. https://doi.org/10.1021/acs.oprd.0c00474