Resumen de Investigation on dynamic VOC production from industrial, high solids content emulsion polymerizations

Marco Barozzi, Anita Barni, Luca Leopardi, Carlo Bottinelli, Jacopo Ghezzi, Sabrina Copelli

• español

  Los compuestos orgánicos volátiles (COV) representan una grave amenaza para la salud humana y el medio ambiente. Desafortunadamente, muchos procesos de química fina utilizan COV como reactivos, disolventes, productos o subproductos. Los estándares internacionales y los requisitos del mercado siguen pidiendo un menor contenido de COV en los productos comerciales, con el objetivo final de obtener productos libres de COV. Lograr tal tarea es un desafío porque los COV, debido a su alta presión de vapor, son difíciles de eliminar con métodos industriales tradicionales, como la extracción al vacío o la absorción. Por este motivo, es importante conocer y comprender cómo evolucionan los COV a lo largo de una reacción química. En este campo, los adhesivos, que habitualmente se desarrollan aprovechando polimerizaciones, representan un tema interesante, debido a la complejidad de su síntesis industrial: los COV aparecen como reactivos (monómeros), potenciadores de conversión (postpolimerización) y subproductos (hidrólisis y pequeñas cadenas). En este trabajo se lleva a cabo un estudio sobre la evolución y contenido de COVs de una receta industrial que implica polimerizaciones en emulsión. La receta industrial se caracteriza por un alto contenido de sólidos (aproximadamente 70 % p/p) y está compuesta principalmente por acrilato de 2-etilhexilo (hasta un 50 % p/p), tensioactivos aniónicos y no iónicos. Se discute la evolución de los principales COV encontrados en diferentes condiciones de trabajo. Los principales COV encontrados son acetaldehído, acetona, t-butanol, acetato de vinilo, butanol, metacrilato de metilo, acrilato de butilo, alcohol de 2-etil-exilo, acetato de 2-etil-exilo y acrilato de 2-etil-exilo.

• English

  Volatile Organic Compounds (VOC) pose a serious threat to human health and the environment. Unfor-tunately, many processes from fine chemistry involve VOCs as reagents, solvents, products or by-products. International standards and market requirements keep asking for lower VOC content in commercial goods, with the final aim of VOC-free products. Accomplish-ing such a task is a challenge because VOCs, due to their high vapour pressure, are hard to remove with traditional industrial methods, such as vacuum strip-ping or absorption. For this reason, it is important to know and understand how VOCs evolve throughout a chemical reaction. In this field, adhesives, which are usually developed exploiting polymerizations, represent an interesting subject, due to the complexity of their industrial synthesis: VOCs appear as reagents (mon-omers), conversion enhancers (post-polymerization), and by-products (hydrolysis and small chains). In this work, a study on the evolution and content of VOCs of an industrial recipe involving emulsion polymerizations is carried out. The industrial recipe is characterized by high solids content (about 70% w/w) and is mainly composed of 2-ethylhexyl acrylate (up to 50% w/w), anionic and nonionic surfactants. The evolution of the main VOCs found under different working conditions is discussed. The main VOCs found are acetaldehyde, acetone, t-butanol, vinyl acetate, butanol, methyl-meth-acrylate, butyl acrylate, 2-ethyl-exyl-alcohol, 2-ethyl-ex-yl-acetate and 2-ethyl-exyl-acrylate.

• català

  Els compostos orgànics volàtils (COV) representen una greu amenaça per a la salut humana i el medi ambient. Malauradament, molts processos de la química fina impliquen COV com a reactius, dissolvents, productes o subproductes. Els estàndards internacionals i els requisits del mercat segueixen demanant un contingut més baix de COV en productes comercials, amb l’objec-tiu final de productes lliures de COV. Assolir aquesta tasca és un repte perquè els COV, a causa de la seva alta pressió de vapor, són difícils d’eliminar amb els mètodes industrials tradicionals, com ara l’eliminació al buit o l’absorció. Per aquest motiu, és important conèixer i entendre com evolucionen els COV al llarg d’una reacció química. En aquest camp, els adhesius, que solen desenvolupar-se aprofitant polimeritzacions, representen un tema interessant, per la complexitat de la seva síntesi industrial: els COV apareixen com a reactius (monòmers), potenciadors de conversió (post-polimerit-zació) i subproductes (hidròlisi i petites cadenes). En aquest treball es realitza un estudi sobre l’evolució i el contingut de COV d’una recepta industrial que implica polimeritzacions en emulsió. La recepta industrial es caracteritza per un alt contingut en sòlids (al voltant del 70% p/p) i es compon principalment d’acrilat de 2-etilhexil (fins a un 50% p/p), tensioactius aniònics i no iònics. Es comenta l’evolució dels principals COV que es troben en diferents condicions de treball. Els principals COV trobats són l’acetaldehid, l’acetona, el t-butanol, l’acetat de vinil, el butanol, el metacrilat de metil, l’acrilat de butil, l’alcohol 2-etil-exil, l’acetat de 2-etil-exil i l’acrilat de 2-etil-exil.