Paano naiimpluwensyahan ng konsentrasyon ng HMF ang reaktibo nito sa catalytic o polymerization reaksyon?

Sa mga reaksyon ng catalysis o polymerization, HMF Ang konsentrasyon ay direktang nakakaapekto sa bilang ng mga epektibong molekula ng reaksyon bawat dami ng yunit. Sa mas mataas na konsentrasyon, ang dalas ng pagbangga sa pagitan ng mga molekula ay nagdaragdag, na nagpapabilis sa rate ng reaksyon. Sa mga landas na reaksyon ng multi-hakbang, ang epekto ng konsentrasyon na ito ay maaari ring magsulong ng pag-unlad ng ilang mga hakbang na naglilimita sa rate, sa gayon ay mapapabuti ang pangkalahatang kahusayan ng conversion. Gayunpaman, sa itaas ng kritikal na konsentrasyon, ang sistema ay maaaring makapasok sa rehiyon ng control control ng reaksyon, na kung saan ay pinipigilan ang aktibidad ng reaksyon.

Ang HMF ay isang mataas na reaktibo na multifunctional compound na madaling kapitan ng crosslinking at mga reaksyon ng paghalay sa ilalim ng mga kondisyon ng catalytic. Ang mas mataas na konsentrasyon, mas malaki ang posibilidad ng mga reaksyon sa gilid, tulad ng reaksyon ng sarili sa pagitan ng mga grupo ng carbonyl at hydroxyl, na bubuo ng macromolecular byproducts at pagdeposito sa ibabaw ng katalista, na nagdudulot ng mga problema tulad ng pagbara ng pore at metal center na pagpili o pag-iwas sa rate ng pagpili o paglilipat ng pagpili o pag-iaktibo.

Sa paghahanda ng mga functional polymers na batay sa HMF (tulad ng bio-based na phenolic resins at polyesters), ang control control ay mahalaga. Ang mataas na konsentrasyon ng HMF ay kaaya-aya sa pagtaas ng posibilidad ng reaksyon ng cross-link, sa gayon nakakakuha ng mas mataas na lakas ng mekanikal at katatagan ng thermal, ngunit madaragdagan din nito ang panganib ng gel ng system, bawasan ang proseso at likido, at magdadala ng mga hamon sa kontrol ng rate ng polimerisasyon at mga grupo ng terminal.

Ang pagtaas ng konsentrasyon ng HMF ay tataas ang kabuuang pag -load ng init ng system. Kung ang temperatura ay hindi maayos na kinokontrol, madaling mapukaw ang pagbuo ng mga by-product tulad ng furfural derivatives at polymerized tar sa malakas na reaksyon ng exothermic tulad ng catalytic oxidation o pag-aalis ng tubig. Ang mga by-product na ito ay magbabawas ng kadalisayan ng produkto, dagdagan ang paghihirap sa paghihiwalay, at maging sanhi ng mga panganib sa kaagnasan o pagbara sa mga kagamitan.

Ang mataas na konsentrasyon ng HMF solution ay madalas na may mataas na lagkit, na kung saan ay makabuluhang bawasan ang rate ng pagsasabog ng mga reaksyon sa likidong phase, bawasan ang macroscopic mixing at mikroskopiko na kahusayan ng paglipat ng masa sa reaktor, maging sanhi ng lokal na hindi pantay na reaksyon, at kahit na maging sanhi ng mga reaksyon sa gilid na maganap sa ilang mga hot spot. Inilalagay nito ang mas mataas na mga kinakailangan sa disenyo ng patuloy na mga reaktor at kagamitan sa microchannel, na karaniwang kailangang ma -optimize sa pamamagitan ng diluent o fluid dynamic na disenyo.

Ang pagtaas ng konsentrasyon ng HMF ay magdudulot ng mas madalas na paghalay, eterification, esterification at iba pang mga reaksyon sa pagitan ng mga pangkat na hydroxymethyl at aldehyde, na nagreresulta sa mga impurities na may mga kumplikadong istruktura at mahirap na paghiwalayin. Ang mga impurities na ito ay hindi lamang nakakaapekto sa ani ng target na produkto, ngunit makagambala din sa pagpili ng pamamaraan ng analitikal, pagtaas ng gastos at pagiging kumplikado ng paghihiwalay at paglilinis.

Ang mataas na konsentrasyon ng HMF ay madaling kapitan ng isang biglaang pagtaas ng temperatura ng sistema ng reaksyon sa lubos na exothermic reaksyon tulad ng catalytic oxidation, na nagdadala ng panganib ng thermal runaway ng system. Kinakailangan upang tumpak na ayusin ang reaksyon ng pamamahagi ng daloy ng init sa pamamagitan ng pansamantalang pagpapakain, kontrol ng temperatura ng temperatura, pagsubaybay sa multi-point at iba pang paraan upang matiyak ang kaligtasan ng kagamitan at proseso ng katatagan.