ผงกรดมาลิกหรือที่รู้จักกันในชื่อกรด cis-butenedioic เป็นกรด dicarboxylic อินทรีย์ที่มีสูตรเคมี C4H4O4 มันมีอยู่อย่างเป็นธรรมชาติในผลไม้และพืชบางชนิด แต่ส่วนใหญ่ผลิตจากอุตสาหกรรมผ่านการเกิดออกซิเดชันของ butenes โดยเฉพาะอย่างยิ่ง butene-1 และ butene-2 สารประกอบผลึกไม่มีสีที่ไม่มีสีมีกลิ่นที่เป็นกรดและละลายได้สูงในน้ำและตัวทำละลายอินทรีย์ต่างๆ
โครงสร้างโมเลกุลมีโซ่สี่คาร์บอนที่มีกลุ่มคาร์บอกซิลสองกลุ่ม (-COOH) ที่อยู่ในการกำหนดค่า CIS ซึ่งหมายถึงพันธะคู่คาร์บอนคาร์บอนและกลุ่มคาร์บอกซิลอยู่ในด้านเดียวกันของโมเลกุล การกำหนดค่านี้ให้คุณสมบัติทางเคมีที่เป็นเอกลักษณ์รวมถึงความสามารถในการสร้างเอสเทอร์แอนไฮไดรด์และเกลือ
ยิ่งไปกว่านั้นกรดมาลิกยังถูกนำมาใช้ในการผลิตสารคีเลตซึ่งช่วยกำจัดไอออนโลหะออกจากสารละลายและเป็นส่วนประกอบในการกำหนดสีย้อมและเม็ดสี ความเก่งกาจและการใช้อย่างแพร่หลายเน้นย้ำถึงความสำคัญในอุตสาหกรรมเคมี
|
|
สูตรเคมี |
C4H4O4 |
มวลที่แน่นอน |
116.01 |
น้ำหนักโมเลกุล |
116.07 |
m/z |
116.01 (100.0%), 117.01 (4.3%) |
การวิเคราะห์องค์ประกอบ |
C, 41.39; H, 3.47; O, 55.13 |
หนึ่งในแอปพลิเคชันหลักของผงกรดมาลิกอยู่ในการผลิตกรดโพลีเมียลิกพอลิเมอร์ใช้อย่างกว้างขวางในการบำบัดน้ำเนื่องจากคุณสมบัติการยับยั้งการกัดกร่อนที่ยอดเยี่ยม นอกจากนี้ยังทำหน้าที่เป็นสารตั้งต้นสำหรับการสังเคราะห์เรซินโพลีเอสเตอร์ที่ไม่อิ่มตัวซึ่งพบการใช้งานในการผลิตพลาสติกเสริมไฟเบอร์กลาสการเคลือบและกาว
ในเรซิน polyamide
Polyamide resin หรือที่รู้จักกันในชื่อ Nylon Resin เป็นชนิดของพอลิเมอร์น้ำหนักโมเลกุลสูงที่มีกลุ่มเอไมด์ซ้ำในโซ่ macromolecular มันสามารถผลิตผ่าน polycondensation ของ diamines และกรด dibasic หรือโดย polymerization ของโมเลกุลแลคตัมเดี่ยว วัสดุพลาสติกอเนกประสงค์นี้มีคุณสมบัติที่ยอดเยี่ยมและใช้กันอย่างแพร่หลาย มันถูกจัดหมวดหมู่เป็น non-reactive (เป็นกลาง) และ polyamides ปฏิกิริยาโดยมีการใช้งานตั้งแต่หมึกกาวร้อน-ละลายและการเคลือบไปจนถึงฮาร์ดเรนเรซินอีพอกซี, สารยึดเกาะ, วัสดุบุผิว, และการห่อหุ้มเรซิน โพลีอะไมด์ที่เป็นกลางนั้นเหมาะอย่างยิ่งสำหรับการพิมพ์บนฟิล์มพลาสติกในขณะที่โพลีอะไมด์แบบรีแอกทีฟเอสเบลเป็นสารบ่มอีพอกซีเรซินทำให้เกิดการยึดเกาะที่เหนือกว่าความยืดหยุ่นและความต้านทานทางเคมี
ในขณะที่ตัวเองไม่ได้ใช้โดยตรงในการสังเคราะห์เรซินโพลีอะไมด์อนุพันธ์และโคพอลิเมอร์สามารถมีบทบาทในการปรับเปลี่ยนหรือเพิ่มคุณสมบัติของเรซินโพลีอะไมด์ เรซิน Polyamide เป็นโพลีเมอร์ที่หลากหลายที่รู้จักกันดีในเรื่องคุณสมบัติเชิงกลที่ยอดเยี่ยมความต้านทานทางเคมีและความเสถียรทางความร้อน การรวมตัวกันของอนุพันธ์ของกรดมาลิกสามารถปรับคุณสมบัติเหล่านี้ให้ตรงกับข้อกำหนดการใช้งานเฉพาะ
อย่างไรก็ตามเป็นที่น่าสังเกตว่าการใช้โดยตรงในการสังเคราะห์โพลีอะไมด์เรซินเป็นเรื่องแปลก แต่นักวิจัยและผู้ผลิตมักจะมุ่งเน้นไปที่การพัฒนาของโคพอลิเมอร์หรือโพลิเมอร์กราฟต์ที่มี moieties ซึ่งสามารถนำมาใช้ในการปรับเปลี่ยนเรซินโพลีอะไมด์ผ่านการผสมหรือปฏิกิริยาทางเคมี
ในโคพอลิเมอร์ Amide-anhydride
โคพอลิเมอร์ Amide-anhydride เป็นคลาสของโพลีเมอร์ขั้นสูงที่โดดเด่นด้วยการรวมกันของ amide (–conh–) และ anhydride (–Co-O-Co-) การเชื่อมโยงภายในโครงสร้างโมเลกุลของพวกเขา โคพอลิเมอร์เหล่านี้แสดงคุณสมบัติที่เป็นเอกลักษณ์อันเนื่องมาจากผลเสริมฤทธิ์กันของหน่วยงานทั้งสอง กลุ่มเอไมด์มีส่วนช่วยในการเพิ่มเสถียรภาพทางความร้อนความแข็งแรงเชิงกลและความต้านทานต่อการไฮโดรไลซิสในขณะที่กลุ่มแอนไฮไดรด์แนะนำปฏิกิริยาและศักยภาพในการเชื่อมโยงข้ามซึ่งสามารถปรับคุณสมบัติของวัสดุได้ โคพอลิเมอร์ Amide-anhydride ค้นหาแอปพลิเคชันในสาขาที่หลากหลายเช่นวิศวกรรมชีวการแพทย์ที่ความสามารถในการย่อยสลายทางชีวภาพและความเข้ากันได้ทางชีวภาพของพวกเขามีประโยชน์เช่นเดียวกับในการเคลือบขั้นสูงกาวและเยื่อหุ้มเซลล์เนื่องจากประสิทธิภาพที่แข็งแกร่งภายใต้สภาวะที่รุนแรง คุณสมบัติที่ปรับได้ของพวกเขาทำให้พวกเขาเป็นวัสดุที่หลากหลายสำหรับการแก้ปัญหาที่เป็นนวัตกรรมในหลายอุตสาหกรรม
กรดมาลิกมีส่วนเกี่ยวข้องโดยตรงในการสังเคราะห์โคพอลิเมอร์เอไมด์-แอนไฮไดรด์ โคพอลิเมอร์เหล่านี้มักจะได้รับจาก copolymerizing มัน (หรือรูปแบบแอนไฮไดรด์) ที่มีเอไมด์ต่าง ๆ เช่นที่ได้มาจากกรดอะมิโนหรืออะลิฟาติก diamines โคพอลิเมอร์ที่เกิดขึ้นนั้นสืบทอดคุณสมบัติของทั้ง Moieties ของ Amide และ Anhydride ซึ่งนำไปสู่วัสดุที่มีการผสมผสานที่เป็นเอกลักษณ์ของคุณสมบัติ
คุณสมบัติและแอปพลิเคชัน
เพิ่มการยึดเกาะ
โคพอลิเมอร์ Amide-anhydride มักจะแสดงการยึดเกาะที่ดีขึ้นกับสารตั้งต้นต่างๆรวมถึงโลหะโพลีโอเลฟินและโพลีเมอร์อื่น ๆ สิ่งนี้ทำให้พวกเขาเหมาะสำหรับใช้เป็นกาวการเคลือบและการเข้ากันได้ในโครงสร้างหลายชั้น
เสถียรภาพทางความร้อน
แอนไฮไดรด์ moiety ในโคพอลิเมอร์เหล่านี้ก่อให้เกิดความเสถียรทางความร้อนของพวกเขาทำให้เหมาะสำหรับการใช้งานที่ต้องการประสิทธิภาพที่อุณหภูมิสูง
ความต้านทานสารเคมี
โคพอลิเมอร์ยังมีความต้านทานต่อสารเคมีที่ดีทำให้พวกเขาทนต่อสารเคมีที่หลากหลายรวมถึงกรดฐานและตัวทำละลาย
การผลิตโคพอลิเมอร์เอไมด์-แอนไฮไดรด์มักเกี่ยวข้องกับปฏิกิริยาการเกิดพอลิเมอไรเซชัน ปฏิกิริยาเหล่านี้สามารถดำเนินการในตัวทำละลายต่างๆและภายใต้เงื่อนไขการเกิดปฏิกิริยาที่แตกต่างกันขึ้นอยู่กับ amide เฉพาะและโมโนเมอร์แอนไฮไดรด์ที่ใช้ สามารถควบคุมกระบวนการโคพอลิเมอไรเซชันเพื่อให้ได้องค์ประกอบของโคพอลิเมอร์ที่ต้องการและน้ำหนักโมเลกุล
ในบางกรณีปฏิกิริยาการปลูกถ่ายอวัยวะสามารถใช้เพื่อแนะนำ moieties บนกระดูกสันหลังของโพลีเมอร์ที่มีอยู่เช่นโพลีโอเลฟินหรือโพลีอะไมด์ กระบวนการปลูกถ่ายอวัยวะนี้สามารถทำได้ผ่านการเริ่มต้นที่รุนแรงปฏิกิริยาการเร่งปฏิกิริยาหรือวิธีการอื่น ๆ ขึ้นอยู่กับพอลิเมอร์และเงื่อนไขการเกิดปฏิกิริยาที่เฉพาะเจาะจง
ด้วยการพัฒนาอย่างรวดเร็วของสังคมและการประยุกต์ใช้ผลิตภัณฑ์ปิโตรเคมีอย่างกว้างขวางทรัพยากรปิโตรเคมีที่ไม่สามารถหมุนเวียนได้ได้กลายเป็นความตึงเครียดมากขึ้นเรื่อย ๆ การใช้เทคโนโลยีและกระบวนการใหม่เพื่อพัฒนาทรัพยากรทดแทนใหม่เพื่อแทนที่ทรัพยากรปิโตรเคมีที่ไม่สามารถหมุนเวียนได้กลายเป็นปัญหาเร่งด่วนที่จะแก้ไข ทรัพยากรชีวมวลเป็นทรัพยากรทดแทนสีเขียวชนิดหนึ่งที่มีปริมาณสำรองมากมายและมูลค่าการใช้งานที่มีศักยภาพอย่างมาก การพัฒนาและการใช้ประโยชน์จากทรัพยากรชีวมวลค่อยๆแทนที่การใช้ทรัพยากรปิโตรเคมีซึ่งได้กลายเป็นกลยุทธ์ด้านพลังงานหลักของประเทศส่วนใหญ่
ผงกรดมาลิกเป็นวัตถุดิบที่สำคัญในหลาย ๆ ด้านของอุตสาหกรรมเคมี ในฐานะหนึ่งใน 12 วัตถุดิบสารเคมีที่สำคัญที่ระบุไว้โดยสำนักงานพลังงานของสหรัฐอเมริกาในอนาคตมันถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในเรซินยาพลาสติกโคพอลิเมอร์และสารเคมีเกษตรและยังสามารถใช้เป็นผลิตภัณฑ์เคมีอื่น ๆ
ในปัจจุบันผงกรดมาลิก ส่วนใหญ่ผลิตโดยการไฮโดรไลซิสของ maleic anhydride ซึ่งเป็นเชื้อเพลิงฟอสซิล Maleic Anhydride ส่วนใหญ่ได้มาจากการเกิดออกซิเดชันของเบนซีนบิวเทนหรือบิวเทนซึ่งขึ้นอยู่กับทรัพยากรฟอสซิลแบบดั้งเดิมเป็นอย่างมาก ดังนั้นการผลิตจาก Maleic Anhydride ไม่เพียง แต่เพิ่มแรงกดดันต่อสิ่งแวดล้อม แต่ยังยิ่งทำให้ความมั่นคงด้านพลังงานของชาติแย่ลง ดังนั้นการสังเคราะห์จากทรัพยากรชีวมวลทดแทนหรือสารประกอบแพลตฟอร์มชีวมวลไม่เพียง แต่สามารถลดการพึ่งพาพลังงานฟอสซิลแบบดั้งเดิม แต่ยังปรับปรุงสภาพแวดล้อมทางธรรมชาติซึ่งมีแรงดึงดูดที่ดี
แอปพลิเคชันอุตสาหกรรม
►การสังเคราะห์อินทรีย์
Maleic Acid ทำหน้าที่เป็นตัวกลางอเนกประสงค์ในการสังเคราะห์อินทรีย์การมีส่วนร่วมในปฏิกิริยามากมายเช่น esterification, amidation และ diels-alder cycloadditions อนุพันธ์ของมันรวมถึง maleic anhydride และ maleates มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในการผลิตเรซินโพลีเอสเตอร์ที่ไม่อิ่มตัวซึ่งเป็นส่วนประกอบสำคัญของพลาสติกเสริมไฟเบอร์กลาสการเคลือบและกาว Maleic Anhydride ยังเป็นสารตั้งต้นสำคัญสำหรับการสังเคราะห์กรด glyoxylic ผ่าน ozonolysis ปฏิกิริยากับการใช้งานในอุตสาหกรรมยาและเคมีเกษตร
►อุตสาหกรรมยา
ในภาคเภสัชกรรมกรดมาลิกมีบทบาทสำคัญในการกำหนดยาต่าง ๆ มันมักจะใช้เป็นสารที่เป็นกรดเพื่อปรับค่า pH ของโซลูชันยาเพื่อให้มั่นใจว่ามีความเสถียรและการดูดซึม นอกจากนี้กรดมาลิกยังสร้างเกลือด้วยยาพื้นฐานเพิ่มความสามารถในการละลายและการดูดซึม ยกตัวอย่างเช่นกรดมาลิกรวมกับ chlorpheniramine เพื่อสร้าง chlorpheniramine กรด maleic, antihistamine ที่ใช้ในการรักษาอาการแพ้ ในทำนองเดียวกัน acid maleic nonylamine ถูกนำมาใช้เป็นตัวแทน antiemetic
►อุตสาหกรรมอาหาร
แม้ว่ากรดมาลิกเองก็ไม่ได้รับการอนุมัติให้เป็นสารเติมแต่งอาหาร แต่รูปแบบแอนไฮไดรด์, แอนไฮไดรด์ Maleic ได้รับอนุญาตสำหรับการใช้งานอย่าง จำกัด ในวัสดุบรรจุภัณฑ์อาหารในสหรัฐอเมริกาและสหภาพยุโรป maleic anhydride สามารถทำปฏิกิริยากับแอลกอฮอล์เพื่อสร้าง maleates ซึ่งใช้เป็นอิมัลซิไฟเออร์และความคงตัวในอาหารแปรรูป อย่างไรก็ตามมีการเพิ่มความกังวลเกี่ยวกับการโยกย้ายที่อาจเกิดขึ้นของ maleic anhydride ตกค้างไปสู่ผลิตภัณฑ์อาหารทำให้เกิดการกำกับดูแลอย่างเข้มงวด
►ภาคเกษตรกรรม
Maleic Acid พบการใช้งานด้านการเกษตรเป็นสารกำจัดวัชพืชและเครื่องควบคุมการเจริญเติบโตของพืช ความสามารถในการยับยั้งกิจกรรมของเอนไซม์บางชนิดที่เกี่ยวข้องกับการเผาผลาญกรดอะมิโนรบกวนการเจริญเติบโตของวัชพืชและพืชที่ไม่พึงประสงค์ กรดมาลิกยังใช้ในการสังเคราะห์สารเคมีเกษตรเช่นสารฆ่าเชื้อราและยาฆ่าแมลงซึ่งมีส่วนช่วยในการป้องกันการเพาะปลูกและการเพิ่มประสิทธิภาพของผลผลิต
►แอปพลิเคชันทันตกรรม
การวิจัยได้สำรวจการใช้กรดมาลิกในทันตกรรมเป็นทางเลือกแทนกรดฟอสฟอริกสำหรับการกัดฟันฟันก่อนที่จะยึดติดออร์โธดอน การศึกษาชี้ให้เห็นว่ากรดมาลิก 10% สามารถสร้างความแข็งแรงของพันธะที่คล้ายกันกับกรดฟอสฟอริก 37% ในขณะที่อาจลดการสูญเสียแร่จากพื้นผิวเคลือบฟัน อย่างไรก็ตามการยอมรับอย่างกว้างขวางของกรดมาลิกในการปฏิบัติทางทันตกรรมยังคงมีข้อ จำกัด เนื่องจากความกังวลเกี่ยวกับผลกระทบระยะยาวต่อโครงสร้างฟัน
มุมมองในอนาคต
ความต้องการกรดมาลิกคาดว่าจะเพิ่มขึ้นในอีกไม่กี่ปีข้างหน้าโดยได้รับแรงหนุนจากการใช้งานที่เพิ่มขึ้นในอุตสาหกรรมเกิดใหม่เช่นพลังงานหมุนเวียนและวัสดุที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพ ความพยายามในการวิจัยมุ่งเน้นไปที่การพัฒนาวิธีการสังเคราะห์สีเขียวสำหรับกรด maleic โดยใช้วัตถุดิบทางชีวภาพและระบบเร่งปฏิกิริยาที่มีผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมลดลง นอกจากนี้การสำรวจอนุพันธ์ของนวนิยายและสารประกอบกรดมาลิกที่ใช้งานได้ถือเป็นสัญญาสำหรับการสร้างวัสดุขั้นสูงด้วยคุณสมบัติที่ปรับแต่ง
ป้ายกำกับยอดนิยม: Maleic Acid Powder CAS 110-16-7, ซัพพลายเออร์, ผู้ผลิต, โรงงาน, ขายส่ง, ซื้อ, ราคา, จำนวนมาก, ขาย