過氧化二特丁烷(Di-tert-butyl peroxide,簡(jiǎn)稱DTBP)。
它與偶氮二異丁腈(AIBN)一樣,同屬自由基聚合引發(fā)劑,但其結(jié)構(gòu)、特性及應(yīng)用場(chǎng)景有顯著區(qū)別。
過氧化二特丁烷的核心作用同樣是在加熱下分解產(chǎn)生自由基,引發(fā)聚合反應(yīng)。但由于其獨(dú)特的分子結(jié)構(gòu),它擁有一些特殊的性質(zhì)。
化學(xué)式: C?H??O? 或 (CH?)?C-O-O-C(CH?)?
C?H??O?
(CH?)?C-O-O-C(CH?)?
分解方程式:(CH?)?C-O-O-C(CH?)? → 2 (CH?)?C-O·(在約100°C以上分解)
(CH?)?C-O-O-C(CH?)? → 2 (CH?)?C-O·
分解產(chǎn)生兩個(gè)特丁氧基自由基 ((CH?)?C-O·)。這些自由基非常不穩(wěn)定,會(huì)進(jìn)一步發(fā)生β-斷裂,生成甲基自由基和丙酮:(CH?)?C-O· → ·CH? + (CH?)?C=O
(CH?)?C-O·
(CH?)?C-O· → ·CH? + (CH?)?C=O
因此,DTBP最終實(shí)際提供的是高活性的甲基自由基來引發(fā)反應(yīng)。
高溫引發(fā)劑DTBP最顯著的特點(diǎn)是它的高分解溫度。其半衰期在100°C時(shí)為218小時(shí),而在125°C時(shí)約為10小時(shí),在140°C時(shí)約為1小時(shí)。這意味著它主要用于高溫聚合反應(yīng)(通常>120°C),這是它與AIBN(中溫引發(fā)劑)最大的不同。
油溶性與低極性DTBP分子中沒有極性基團(tuán),是典型的非極性油溶性引發(fā)劑。它非常適合在非極性溶劑或本體聚合中引發(fā)烯烴類單體的聚合,例如:
聚乙烯(LDPE):在高壓管式或釜式反應(yīng)器中生產(chǎn)低密度聚乙烯時(shí),DTBP是常用的高溫引發(fā)劑之一。
苯乙烯的本體聚合或懸浮聚合。
其他烯烴的共聚反應(yīng)。
“純凈”的自由基來源DTBP分解后的產(chǎn)物是丙酮、乙烷和二氧化碳(甲基自由基偶聯(lián)生成乙烷,并可進(jìn)一步氧化),都是小分子氣體和易揮發(fā)性液體,不會(huì)在聚合物鏈中引入任何雜原子(如N、S等)或發(fā)色基團(tuán)。這使得它非常適合用于合成高純度、無色透明的聚合物制品。
交聯(lián)劑在某些情況下,DTBP也可用作高分子材料的交聯(lián)劑,例如用于硅橡膠(如甲基乙烯基硅橡膠)的過氧化物硫化體系。產(chǎn)生的自由基可以從聚合物鏈上奪取氫原子,生成聚合物大分子自由基,它們相互結(jié)合形成碳-碳交聯(lián)鍵,從而將線型分子連接成三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),顯著提高材料的強(qiáng)度、彈性和耐熱性。
高分子工業(yè):高壓法生產(chǎn)低密度聚乙烯(LDPE)、聚苯乙烯(PS)等的高溫聚合過程。
有機(jī)合成:作為高溫自由基反應(yīng)的自由基來源。
橡膠工業(yè):作為硅橡膠、乙丙橡膠等特種橡膠的交聯(lián)劑(硫化劑)。
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