Axit metacrylic là gì? Tính chất lý hóa và Ứng dụng trong đời sống

Meraki Center

Axit metacrylic là một hợp chất hóa học quan trọng, được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực từ nhựa, sơn, đến y học. Bài viết sau đây sẽ phân tích chi tiết công thức, tính chất, phản ứng hóa học và vai trò thực tế của axit metacrylic, đồng thời thông qua các tiêu chuẩn an toàn khi sử dụng.

1.

Axit metacrylic là gì? Axit metacrylic, công thức hóa học CH2 = C (CH3) COOH, là một axit hữu cơ không bão hòa. Đây là một hợp chất quan trọng trong ngành công nghiệp hóa học vì khả năng tham gia vào phản ứng trùng hợp, tạo ra các polyme áp dụng cao như PMMA (polymethyl methacrylate).

Lịch sử phát hiện: Axit metacrylic lần đầu tiên được nghiên cứu vào cuối thế kỷ 19 và nhanh chóng được áp dụng bởi khả năng tạo ra các polyme bền vững, phù hợp cho sản xuất nhựa và các sản phẩm cao.

2. Công thức, cấu trúc và phản ứng hóa học

2.1. Công thức, cấu trúc

• Công thức phân tử: CH2 = C (CH3) COOH
• Công thức cấu trúc (CTCT): Axit metacrylic có một nhóm methyl được gắn vào carbon thứ hai của chuỗi hydrocarbon và một nhóm carboxyl (COOH) được gắn ở đầu cuối. Liên kết kép giữa các nguyên tử carbon tạo điều kiện cho axit metacrylic tham gia vào các phản ứng trùng hợp và hóa học.

Cấu trúc hóa học của axit metacrylic

2.2. Phản ứng hóa học điển hình

Phản ứng với rượu methyl (CH3OH): Khi axit methacrylic phản ứng với rượu methyl trong điều kiện xúc tác axit, tạo ra methyl methylate ester (MMA): CH2 = C (CH3) COOH+CH3OH → H+CH2 = C (CH3) Sản phẩm là thành phần chính để sản xuất PMMA – nhựa trong suốt và bền.

Phản ứng với brom (BR2): axit metacrylic có thể tham gia vào phản ứng cộng với brom ở các liên kết kép, hình thành các sản phẩm dibromo: CH2 = C (CH3) COOH+BR2 → CH2BR – CBR (CH3) hợp chất không bão hòa.

Phản ứng trùng hợp: Axit metacrylic có thể trùng khớp để tạo ra các polyme bền cao, nhiệt và ánh sáng tốt, phù hợp cho các vật liệu công nghiệp.

3. Quá trình chuẩn bị axit metacrylic

Nguồn nguyên liệu chính

• Từ các hợp chất hữu cơ: glyxin, axit glutamic, methyl fomat, acrylic aldehyd.
• Từ dầu: Các dẫn xuất của propylene.

Phương pháp điều chế

Phương pháp 1: Quá trình oxy hóa quá trình oxy hóa được oxy hóa dần dần để tạo thành axit methacrylic. Đây là phương pháp phổ biến nhất hiện nay nhờ hiệu suất cao.

Phương pháp 2: Quá trình lên men sinh học của một số vi sinh vật có khả năng sản xuất axit methacrylic từ nguyên liệu sinh học, theo xu hướng phát triển bền vững.

Ví dụ thử nghiệm:

Khi làm nóng axit methacrylic 215gam bằng rượu ethyl, hỗn hợp este và nước thu được. Điều này minh họa rõ ràng khả năng tạo ra ester của axit metacrylic.

4. Áp dụng axit metacrylic trong thực tế

Công nghiệp nhựa: Axit metacrylic được sử dụng để tổng hợp MMA – vật liệu chính sản xuất PMMA, nhựa trong suốt được sử dụng trong kính bảo vệ, màn hình LED và thiết bị y tế.

Ứng dụng cho sản xuất nhựa trong suốt

Công nghiệp sơn: Polymer từ axit methacrylic giúp tăng độ bền, độ bám dính và khả năng chống ăn mòn cho sơn.

Y học: Axit metacrylic là một thành phần của một số vật liệu sinh học, chẳng hạn như xi măng y tế được sử dụng trong phẫu thuật chỉnh hình.

Áp dụng sản xuất xi măng y tế

Hỗn hợp hóa học: Trong các phản ứng hỗn hợp, axit metacrylic thường xuất hiện với các hợp chất như methyl fomat, glyxin hoặc aldehyd acrylic để tạo ra các dẫn xuất giá trị cao.

Cải thiện vật liệu: Polymer từ axit metacrylic không chỉ bền mà còn có khả năng bảo vệ UV, giúp kéo dài tuổi thọ của sản phẩm.

5. Tiêu chuẩn an toàn khi sử dụng axit metacrylic

5.1. Lưu trữ và vận chuyển

Axit metacrylic nên được lưu trữ ở nhiệt độ thấp, tránh ánh sáng trực tiếp và xa các chất oxy hóa mạnh.

Đóng gói trong các thùng chứa chuyên dụng, với các lớp bảo vệ chống lại. Axit metacrylic có thể gây ô nhiễm nước nếu bị rò rỉ. Cần phải xử lý đúng cách để tránh ảnh hưởng đến hệ sinh thái.

5.2. Các biện pháp bảo vệ cá nhân

Khi làm việc với axit metacrylic, cần sử dụng kính bảo vệ, găng tay và mặt nạ để tránh tiếp xúc trực tiếp.

Bảo vệ an toàn khi tiếp xúc với axit metacrylic

Nếu tiếp xúc, rửa da bằng nước sạch và xà phòng.

Metacrylic Acid là một hợp chất hóa học quan trọng với nhiều ứng dụng trong ngành công nghiệp và cuộc sống. Nhờ khả năng tạo ra polymer bền vững và linh hoạt, axit metacrylic tiếp tục được nghiên cứu để mở rộng các ứng dụng trong các lĩnh vực mới như công nghệ xanh và vật liệu tái chế.