Apakah akrilonitril diperbuat daripada?
Akrilonitril, juga dikenali sebagai vinil sianida atau propenenitril, ialah sebatian organik penting yang memainkan peranan penting dalam penghasilan pelbagai bahan. Ia digunakan secara meluas dalam pembuatan plastik, gentian, dan getah sintetik. Akrilonitril ialah sebatian nitril tak tepu, bermakna ia mengandungi ikatan rangkap tiga karbon-karbon dan kumpulan siano (-CN) yang melekat pada atom karbon.
Latar Belakang Sejarah
Penemuan akrilonitril boleh dikesan kembali ke akhir abad ke-19. Ahli kimia Jerman Matthias Ungewitter mula-mula mensintesisnya pada tahun 1893 dengan memanaskan alil sianida. Walau bagaimanapun, hanya pada pertengahan-20 abad barulah pengeluaran akrilonitril berskala industri bermula.
Sintesis Akrilonitril
Akrilonitril terutamanya dihasilkan melalui proses yang dipanggil ammoxidation, yang melibatkan tindak balas antara propilena, ammonia, dan udara ke atas pemangkin. Tindak balas ini berlaku dalam proses pelbagai langkah dan memerlukan kawalan berhati-hati terhadap suhu, tekanan dan keadaan lain.
Langkah pertama melibatkan penyahhidrogenan propilena untuk membentuk propilena oksida, yang kemudiannya dioksidakan lagi kepada akrolein. Akrolein, dengan kehadiran ammonia, mengalami tindak balas pemeluwapan untuk menghasilkan akrilonitril. Proses ini dijalankan pada suhu antara 350 hingga 500 darjah Celsius, dengan tekanan sekitar 1 hingga 5 atmosfera.
Akrilonitril juga boleh dihasilkan melalui pengoksidaan fasa cecair pemangkin propilena. Dalam kaedah ini, propilena, ammonia, dan udara bertindak balas dalam fasa cecair menggunakan mangkin yang sesuai. Proses fasa cecair menawarkan kelebihan tertentu, seperti pemilihan yang lebih baik dan kawalan parameter tindak balas yang lebih mudah.
Bahan Mentah
Bahan mentah utama untuk penghasilan akrilonitril ialah propilena, hasil sampingan penapisan petroleum dan pemprosesan gas asli. Propilena ialah gas tidak berwarna dan mudah terbakar yang terhasil daripada keretakan bahan mentah hidrokarbon. Ia boleh didapati secara meluas dan berfungsi sebagai titik permulaan untuk pengeluaran beberapa bahan kimia industri yang penting.
Ammonia adalah satu lagi bahan mentah penting yang digunakan dalam sintesis akrilonitril. Ammonia dihasilkan melalui proses Haber-Bosch, yang melibatkan tindak balas antara nitrogen dan hidrogen pada suhu dan tekanan tinggi. Ammonia ialah sebatian penting dalam pelbagai industri, termasuk pertanian, pembuatan kimia, dan farmaseutikal.
Udara, khususnya oksigen, adalah bahan mentah utama ketiga yang diperlukan untuk pengeluaran akrilonitril. Ia berfungsi sebagai oksidan dalam proses pengoksidaan, membolehkan penukaran propilena kepada akrilonitril melalui langkah-langkah perantaraan.
Pemangkin
Pemangkin memainkan peranan penting dalam penghasilan akrilonitril. Mereka memudahkan tindak balas antara propilena, ammonia, dan udara, mempercepatkan tindak balas tanpa dimakan sendiri. Pemangkin yang paling biasa digunakan untuk pengoksidaan propilena kepada akrilonitril adalah berdasarkan sistem oksida logam campuran.
Pemangkin biasanya terdiri daripada oksida bismut, molibdenum, dan fosforus, dengan penganjur tambahan seperti kalium atau sesium. Pemilihan komposisi mangkin sangat mempengaruhi pemilihan dan kecekapan tindak balas. Pembangunan dan penambahbaikan pemangkin telah dijalankan untuk meningkatkan hasil dan mengurangkan kesan alam sekitar sintesis akrilonitril.
Aplikasi Akrilonitril
Akrilonitril digunakan secara meluas dalam pelbagai industri kerana sifatnya yang unik. Penggunaannya yang paling ketara ialah dalam penghasilan gentian akrilik, biasanya dikenali sebagai bulu akrilik. Gentian akrilik adalah ringan, lembut, dan mempunyai rintangan haba dan kimia yang baik. Ia digunakan secara meluas dalam industri tekstil untuk pengeluaran pakaian, permaidani, upholsteri dan produk berasaskan fabrik lain.
Satu lagi aplikasi penting akrilonitril adalah dalam pembuatan plastik akrilonitril-butadiena-stirena (ABS). ABS ialah termoplastik serba boleh dengan rintangan hentaman yang sangat baik, kestabilan dimensi yang baik, dan julat suhu yang luas. Ia menemui aplikasi dalam industri seperti automotif, elektronik, peralatan dan barangan pengguna.
Akrilonitril juga merupakan komponen utama dalam pengeluaran getah sintetik, khususnya getah nitril atau NBR. Getah nitril mempamerkan rintangan minyak dan pelarut yang unggul, menjadikannya sesuai untuk pelbagai aplikasi perindustrian, termasuk gasket, hos, pengedap dan sarung tangan.
Tambahan pula, akrilonitril digunakan dalam sintesis beberapa bahan kimia khusus, termasuk adiponitril, perantara utama dalam penghasilan nilon-6,6. Bahan kimia khusus lain yang diperoleh daripada akrilonitril termasuk akrilamida, asid akrilik dan metakrilonitril, yang menemui aplikasi dalam pelbagai industri seperti farmaseutikal, pelekat dan salutan.
Pertimbangan Keselamatan dan Alam Sekitar
Akrilonitril dikelaskan sebagai bahan kimia berbahaya kerana ketoksikan dan mudah terbakarnya. Pendedahan kepada wap atau cecair akrilonitril yang tinggi boleh menyebabkan kesan kesihatan yang serius, termasuk kerengsaan kulit dan mata, kesukaran pernafasan, dan dalam kes yang melampau, ia mungkin karsinogenik.
Mengenai alam sekitar, akrilonitril sangat berterusan dan boleh menyumbang kepada pencemaran tanah dan air jika dilepaskan tanpa rawatan yang sewajarnya. Usaha telah dibuat untuk membangunkan proses yang lebih mesra alam untuk pengeluaran akrilonitril dan untuk meminimumkan kesan alam sekitar melalui pengurusan sisa dan langkah kawalan pelepasan.
Kesimpulan
Kesimpulannya, akrilonitril ialah sebatian organik penting yang terutamanya diperoleh daripada propilena melalui proses pengoksidaan pelbagai langkah. Sintesis akrilonitril melibatkan tindak balas berhati-hati antara propilena, ammonia, dan udara ke atas sistem mangkin yang sesuai. Akrilonitril menemui aplikasi dalam pengeluaran gentian akrilik, plastik ABS, getah sintetik dan bahan kimia khusus. Walaupun akrilonitril menawarkan banyak faedah, pertimbangan keselamatan dan alam sekitar mesti diambil kira semasa pengeluaran, pengendalian dan pelupusannya untuk memastikan kesejahteraan manusia dan alam sekitar.
