过氧化二特丁烷(Di-tert-butyl peroxide,简称DTBP)。
它与偶氮二异丁腈(AIBN)一样,同属自由基聚合引发剂,但其结构、特性及应用场景有显著区别。
过氧化二特丁烷的核心作用同样是在加热下分解产生自由基,引发聚合反应。但由于其独特的分子结构,它拥有一些特殊的性质。
化学式: C₈H₁₈O₂ 或 (CH₃)₃C-O-O-C(CH₃)₃
C₈H₁₈O₂
(CH₃)₃C-O-O-C(CH₃)₃
分解方程式:(CH₃)₃C-O-O-C(CH₃)₃ → 2 (CH₃)₃C-O·(在约100°C以上分解)
(CH₃)₃C-O-O-C(CH₃)₃ → 2 (CH₃)₃C-O·
分解产生两个特丁氧基自由基 ((CH₃)₃C-O·)。这些自由基非常不稳定,会进一步发生β-断裂,生成甲基自由基和丙酮:(CH₃)₃C-O· → ·CH₃ + (CH₃)₂C=O
(CH₃)₃C-O·
(CH₃)₃C-O· → ·CH₃ + (CH₃)₂C=O
因此,DTBP最终实际提供的是高活性的甲基自由基来引发反应。
高温引发剂DTBP最显著的特点是它的高分解温度。其半衰期在100°C时为218小时,而在125°C时约为10小时,在140°C时约为1小时。这意味着它主要用于高温聚合反应(通常>120°C),这是它与AIBN(中温引发剂)最大的不同。
油溶性与低极性DTBP分子中没有极性基团,是典型的非极性油溶性引发剂。它非常适合在非极性溶剂或本体聚合中引发烯烃类单体的聚合,例如:
聚乙烯(LDPE):在高压管式或釜式反应器中生产低密度聚乙烯时,DTBP是常用的高温引发剂之一。
苯乙烯的本体聚合或悬浮聚合。
其他烯烃的共聚反应。
“纯净”的自由基来源DTBP分解后的产物是丙酮、乙烷和二氧化碳(甲基自由基偶联生成乙烷,并可进一步氧化),都是小分子气体和易挥发性液体,不会在聚合物链中引入任何杂原子(如N、S等)或发色基团。这使得它非常适合用于合成高纯度、无色透明的聚合物制品。
交联剂在某些情况下,DTBP也可用作高分子材料的交联剂,例如用于硅橡胶(如甲基乙烯基硅橡胶)的过氧化物硫化体系。产生的自由基可以从聚合物链上夺取氢原子,生成聚合物大分子自由基,它们相互结合形成碳-碳交联键,从而将线型分子连接成三维网络结构,显著提高材料的强度、弹性和耐热性。
高分子工业:高压法生产低密度聚乙烯(LDPE)、聚苯乙烯(PS)等的高温聚合过程。
有机合成:作为高温自由基反应的自由基来源。
橡胶工业:作为硅橡胶、乙丙橡胶等特种橡胶的交联剂(硫化剂)。
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张经理