Perossido di idrogeno

Sintesi dei perossidi

I peracidi (acido peracetico, acido perpropionico) sono prodotti dall'ossidazione degli acidi corrispondenti mediante perossido di idrogeno, in presenza di un catalizzatore acido.

Epossidazione dei doppi legami C=C

Esistono diversi metodi per effettuare l'epossidazione del doppio legame C=C: epossidazione mediante idroperossidi, epossidazione mediante peracidi ed epossidazione mediante perossido di idrogeno.

Idrossilazione dei fenoli

Il perossido di idrogeno è un prodotto chimico efficiente per l'idrossilazione degli anelli aromatici. Grazie alla sua elevata selettività verso la monoidrossilazione, dopo la sua attivazione con un catalizzatore acido, il perossido di idrogeno è una via preferita per la produzione di idrochinone e catecolo.

Ossidazione delle ammine e dell'idrazina idrata

Arkema offre un'ampia gamma di perossidi di idrogeno commerciali Albone^® e Peroxal^®, che soddisfano perfettamente i requisiti delle reazioni sopra descritte. I nostri clienti possono scegliere la concentrazione di perossido di idrogeno che consente loro di garantire la sicurezza del processo e, in alcuni casi, un grado distillato (basso contenuto di carbonio e stabilizzante).

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Il perossido di idrogeno Peroxal^® è sempre più utilizzato nella pulizia domestica come sostituto ecologico dei prodotti a base di cloro. È comunemente usato per:

• Sbiancare macchie organiche
• Rimuovere il grigiore dai capi lavati
• Fornire benefici antimicrobici (utilizzato come biocida).

Il perossido di idrogeno è utilizzato anche nei prelavaggi per bucato, nei candeggianti ausiliari, nelle formulazioni per superfici dure, nei detersivi per piatti, nei detergenti liquidi, nella pulizia istituzionale e industriale e nella produzione di perossigeni solidi (ad esempio percarbonato di sodio e perborato di sodio) utilizzati nei detersivi in polvere per bucato.

Con il cambiamento delle condizioni di lavaggio (ad esempio, l'uso di temperature di lavaggio più fredde per risparmiare energia), il percarbonato di sodio si è rivelato il prodotto ideale per le temperature di lavaggio più basse.

La formulazione con perossido di idrogeno nei prodotti per la pulizia richiede una comprensione della stabilità e della compatibilità con altri ingredienti (ad esempio tensioattivi, coloranti, altri additivi e pH della formulazione).

Arkema offre una famiglia di perossigeni (ad esempio ossidanti da delicati ad aggressivi) e una gamma di prodotti speciali (ad esempio stabili in ambiente alcalino, in gel, antimicrobici e prodotti proprietari). Il perossido di idrogeno di Arkema può essere utilizzato come principio attivo biocida o come prodotto biocida. Il nostro personale tecnico esperto è in grado di offrire conoscenze specifiche sulla formulazione e capacità di testare le prestazioni.

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Il perossido di idrogeno è incluso nell'elenco INCI (Nomenclatura internazionale degli ingredienti cosmetici) ed è ampiamente utilizzato nei prodotti per la tintura dei capelli, nelle creme schiarenti per la pelle e nelle soluzioni orali. Le soluzioni di perossido di idrogeno Peroxal^® sono altamente stabilizzate, appositamente progettate per le applicazioni più esigenti in termini di stabilità della formulazione. Ogni ingrediente è valutato in base alle normative locali. Le dichiarazioni normative sono fornite su richiesta. Alcuni gradi di Peroxal^® sono prodotti in uno stabilimento farmaceutico registrato cGMP e FDA.

L'industria elettronica continua a richiedere prodotti chimici ad elevata purezza. In qualità di produttori di sostanze chimiche, investiamo molto nei nostri impianti e nelle nostre capacità per poter offrire prodotti chimici di processo ad elevata purezza che contribuiscono a ridurre la densità dei difetti e a migliorare la resa. La produzione e la lavorazione dei wafer semiconduttori comportano principalmente fasi di chimica umida in cui il perossido di idrogeno viene utilizzato in combinazione con altre sostanze chimiche per l'incisione e la pulizia a basso costo. I principali utilizzi del perossido di idrogeno nell'elettronica sono:

• Con ammoniaca nella prima fase della pulizia RCA (rimozione di impurità organiche e particelle dai wafer)
• Con acido cloridrico nella terza fase della pulizia RCA (rimozione di impurità metalliche dai wafer)
• Con acido solforico in “acido piranha” per la rimozione di residui di film organici.

La nostra offerta dedicata è una soluzione eccellente per questo settore. Il nostro prodotto ad alta purezza e rispettoso dell'ambiente (Peroxal^®) garantisce ai nostri clienti una qualità costante e l'ottimizzazione dei processi. Inoltre, è un eccellente precursore per la produzione di soluzioni di perossido di idrogeno al 30% ad alta purezza, pienamente conformi agli standard SEMI e ai più severi requisiti “ship-to-control”.

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Albone^®, sviluppato da Arkema come soluzione concentrata di perossido di idrogeno compatibile con l'ambiente, aiuta i clienti a rispettare le normative più severe ed è in grado di trattare gli inquinanti presenti nell'aria, nell'acqua e nel suolo. Rispetto ad altri agenti ossidanti utilizzati per applicazioni ambientali o alle tecnologie esistenti, il perossido di idrogeno offre vantaggi evidenti:

• I prodotti di decomposizione del perossido di idrogeno sono acqua e ossigeno. Pertanto, non vi è alcun inquinante indotto
• Il perossido di idrogeno è facile da usare con un'installazione minima di attrezzature e richiede quindi un investimento di capitale inferiore, rendendolo competitivo rispetto alle diverse tecnologie esistenti

I requisiti di stoccaggio e manipolazione di Albone^® non sono più rigorosi di quelli già seguiti negli impianti di produzione chimica o negli impianti di trattamento delle acque reflue che utilizzano soda caustica, ipoclorito di sodio, ecc. Nelle applicazioni ambientali, il perossido di idrogeno è utilizzato in particolare per:

• Ossidazione di solfuri e mercaptani
• Rimozione della domanda chimica di ossigeno (COD)
• Eliminazione dell'anidride solforosa
• Riduzione del cloro attivo
• Rimozione del cianuro
• Trattamento del suolo e delle acque sotterranee.

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Il perossido di idrogeno è uno dei disinfettanti più utilizzati per la sterilizzazione di imballaggi in cartone e plastica destinati al contatto con prodotti alimentari. La maggior parte dei sistemi di confezionamento asettico utilizza perossido di idrogeno in concentrazione del 35%, più raramente del 25%. La disinfezione ottenuta con il perossido di idrogeno non produce sottoprodotti tossici (solo acqua e ossigeno) e la piccola quantità in eccesso di perossido di idrogeno viene eliminata durante l'essiccazione dell'imballaggio con aria calda sterile. A differenza di altri prodotti chimici, non è necessario un risciacquo aggiuntivo con acqua sterile.

Arkema ha sviluppato un'ampia gamma di soluzioni di perossido di idrogeno denominate Valsterane^®, adatte a tutte le tecnologie asettiche:

• “Tecnologia a bagno”: il materiale di imballaggio (rotoli di cartone o film plastico) viene prelevato da una bobina e immerso in un bagno di perossido di idrogeno acquoso al 35%, la cui temperatura è generalmente compresa tra 60 e 85 °C, a seconda della macchina asettica. Il tempo di contatto con la soluzione è di pochi secondi e la soluzione in eccesso viene rimossa da rulli di spremitura e/o getti d'aria dopo la rimozione del materiale dal bagno, lasciando un sottile film di soluzione che viene poi essiccato con aria calda. Nelle tecnologie asettiche a bagno, la stabilità del perossido di idrogeno è il parametro chiave.
• “Tecnologia a spruzzo”: è il metodo utilizzato per contenitori di cartone preformati, bottiglie di plastica e preforme di plastica, in cui il perossido di idrogeno viene spruzzato sotto forma di piccole goccioline disperse. L'ulteriore vaporizzazione del perossido di idrogeno garantisce la completa sterilizzazione della superficie interna dell'imballaggio, mentre l'ulteriore essiccazione con aria calda sterile rimuove i residui di perossido di idrogeno. Nelle tecnologie asettiche a spruzzo, il residuo secco di perossido di idrogeno è il parametro chiave.

Valsterane^® è talmente versatile da soddisfare i requisiti di entrambe le tecnologie. Inoltre, il perossido di idrogeno può essere utilizzato anche come agente sbiancante nell'industria alimentare in base alle normative locali.

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Estrazione

Nelle applicazioni minerarie, il perossido di idrogeno viene utilizzato per aumentare il tasso di estrazione.

Trattamento dei metalli

Sulla superficie dei metalli, alcuni ossidi sono resistenti alla maggior parte dei trattamenti acidi standard. A questo proposito, il perossido di idrogeno si rivela un modo molto efficace per eliminare queste impurità.

Il perossido di idrogeno è un principio attivo farmaceutico (API) e può essere utilizzato anche come agente ossidante per la sintesi di API e intermedi farmaceutici. Una soluzione di perossido di idrogeno al 3% (10 vol.) può essere utilizzata come antisettico delicato per pulire piccole ferite cutanee. La gamma Peroxal^® per applicazioni farmaceutiche offre soluzioni di perossido di idrogeno altamente stabilizzate prodotte secondo i requisiti GMP. I gradi al 3% e al 30% soddisfano i criteri della farmacopea europea/statunitense.

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Attualmente, i due principali agenti sbiancanti utilizzati nell'industria della cellulosa e della carta sono il perossido di idrogeno (Albone^®) e il clorato di sodio (Alpure^®). Il perossido di idrogeno è utilizzato in un'ampia gamma di produzioni di pasta di cellulosa, tra cui quella chimica (sia di legno duro che di legno tenero), meccanica e di fibre recuperate, oltre che per lo sbiancamento di piante annuali, come la bagassa e la paglia di riso. Per quanto riguarda il clorato di sodio, esso è utilizzato solo nella produzione di pasta chimica.

 

Paste meccaniche

Nel processo di produzione delle paste meccaniche, ovvero la pasta SWG (Stone Wood Ground), la pasta TMP (Thermo Mechanical Pulp), la pasta CTMP (Chemi Thermo Mechanical Pulp) e la pasta APMP (Alkaline Peroxide Mechanical Pulp), il perossido di idrogeno svolge un ruolo fondamentale nello sviluppo delle proprietà ottiche. Il perossido di idrogeno rimane il principale agente sbiancante delle paste meccaniche. Applicato da solo o in combinazione con altri agenti sbiancanti, garantisce prestazioni di sbiancamento ottimali.

 

Paste chimiche

Il clorato di sodio è il principale agente sbiancante nelle sequenze ECF (Elemental Chlorine Free), mentre il perossido di idrogeno è il prodotto chimico principale nelle sequenze TCF (Total Chlorine Free). In questi due processi di sbiancamento, questi prodotti sono gli agenti chiave per garantire un elevato grado di brillantezza riducendo al minimo l'impatto dei rifiuti.

Il clorato di sodio è un generatore in loco di diossido di cloro. Il diossido di cloro è un efficiente agente di delignificazione e sbiancante nelle sequenze di sbiancamento ECF (Elemental Chlorine Free) per tutti i tipi di pasta chimica, kraft o solfito. Consente alle paste ECF di raggiungere un'elevata e stabile brillantezza insieme a eccellenti proprietà meccaniche, con costi minimi e resa elevata.

 

Paste riciclate

Il perossido di idrogeno è utilizzato come agente sbiancante, da solo o in combinazione con altri agenti ossidanti o riducenti, nella fase di spappolamento della carta riciclata, garantendo così un elevato grado di sbiancamento.

Il perossido di idrogeno è utilizzato in numerose reazioni di chimica organica, tra cui le più importanti sono: perossidi (peracidi, idroperossidi, perossidi diacilici), epossidazione di olefine, idrossilazione di fenoli, ossidazione di ammine e idrazina idrata.

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Il perossido di idrogeno è oggi comunemente utilizzato nella sbiancatura delle fibre tessili. Può essere utilizzato in condizioni di lavorazione molto diverse a seconda delle fibre e del processo di fabbricazione. Il perossido di idrogeno Albone^® in concentrazioni del 35% e del 50% è particolarmente indicato per la sbiancatura delle fibre tessili (naturali o sintetiche).

I prodotti di decomposizione del perossido di idrogeno sono ossigeno e acqua, che possono ridurre il consumo di acqua e migliorare il trattamento degli effluenti. Lo sbiancamento con perossido di idrogeno migliora la consistenza del trasferimento del colorante al tessuto. Il cotone sbiancato con perossido di idrogeno ha un bianco stabile, una morbidezza al tatto e un assorbimento che migliora la tintura del tessuto.