เฮ้ ในฐานะซัพพลายเออร์ของ BIBP (2,5-dimethyl-2,5-di (tert-butylperoxy) เฮกเซน) ฉันได้รับคำถามมากมายเกี่ยวกับกลไกการเกิดปฏิกิริยาในปฏิกิริยาต่าง ๆ ดังนั้นฉันคิดว่าฉันจะนั่งลงและเขียนโพสต์บล็อกเพื่อแบ่งปันข้อมูลเชิงลึกในหัวข้อนี้
ก่อนอื่นเรามาพูดคุยกันเล็กน้อยเกี่ยวกับ BIBP BIBP เป็นเปอร์ออกไซด์อินทรีย์ซึ่งเป็นที่รู้จักกันดีสำหรับปฏิกิริยาที่สูงเนื่องจากการปรากฏตัวของพันธะเปอร์ออกไซด์ (-O - O-) พันธะนี้ค่อนข้างอ่อนแอด้วยพลังงานการแยกตัวของพันธะที่ต่ำกว่ามากเมื่อเทียบกับคาร์บอน - คาร์บอนหรือคาร์บอน - พันธะไฮโดรเจน เมื่อ BIBP สัมผัสกับเงื่อนไขบางประการเช่นความร้อนแสงหรือการปรากฏตัวของตัวเร่งปฏิกิริยาพันธะเปอร์ออกไซด์สามารถทำลาย homolytically นั่นหมายถึงแต่ละอะตอมของออกซิเจนใน -o - O- พันธะได้รับหนึ่งในอิเล็กตรอนที่ใช้ร่วมกันสร้างอนุมูลอิสระที่มีปฏิกิริยาสูงสองตัว
กลไกการเกิดปฏิกิริยาในปฏิกิริยาพอลิเมอไรเซชัน
หนึ่งในแอปพลิเคชันที่พบบ่อยที่สุดของ BIBP คือการเกิดปฏิกิริยาพอลิเมอไรเซชัน ในฟรี - การเกิดพอลิเมอไรเซชันหัวรุนแรง BIBP ทำหน้าที่เป็นผู้ริเริ่ม เมื่อความร้อนโมเลกุล BIBP จะผ่านการแตกแยก homolytic ของพันธะเปอร์ออกไซด์อย่างที่ฉันพูดถึงก่อนหน้านี้ ตัวอย่างเช่นปฏิกิริยาอาจมีลักษณะเช่นนี้:
[(CH_3) _3COOC (CH_3) _2CH_2CH_2C (CH_3) _2OO C (CH_3) _3 \ XrightArrow {\ Delta} 2 (CH_3) _3CO \ CDOT+ \ TEXT {ชิ้นส่วนอื่น ๆ }]
Tert - Butoxy Radicals เหล่านี้ ((CH_3) _3co \ CDOT) มีปฏิกิริยาสูง พวกเขาสามารถทำปฏิกิริยากับโมเลกุลโมโนเมอร์เช่นไวนิลโมโนเมอร์เช่นสไตรีนหรือเอทิลีน เมื่อ Tert - Butoxy Radical โจมตีไวนิลโมโนเมอร์มันจะเพิ่มพันธะคู่ของโมโนเมอร์สร้างหัวรุนแรงใหม่บนโมโนเมอร์
สมมติว่าเราใช้สไตรีน ((c_6h_5ch = ch_2)) เป็นโมโนเมอร์ ปฏิกิริยาจะเป็น:
[(ch_3) _3co \ cdot+c_6h_5ch = ch_2 \ rightarrow (ch_3) _3co - ch (c_6h_5) - ch_2 \ cdot]
หัวรุนแรงที่เกิดขึ้นใหม่นี้สามารถทำปฏิกิริยากับสไตรีนโมโนเมอร์อื่นและกระบวนการยังคงทำซ้ำ ทุกครั้งที่มีการเพิ่มโมโนเมอร์ใหม่ลงในโซ่พอลิเมอร์ที่กำลังเติบโตโซ่จะได้นานขึ้น สิ่งนี้เรียกว่าขั้นตอนการแพร่กระจายของปฏิกิริยาพอลิเมอไรเซชัน
การเกิดพอลิเมอไรเซชันจะดำเนินต่อไปจนกระทั่งอนุมูลสองตัวทำปฏิกิริยาซึ่งกันและกัน สิ่งนี้สามารถเกิดขึ้นได้ในรูปแบบที่แตกต่างกัน ตัวอย่างเช่นอนุมูลโพลีเมอร์ที่กำลังเติบโตสองตัวสามารถรวมกันในกระบวนการที่เรียกว่าการยกเลิกการรวมกัน:
[R - CH_2 - CH \ CDOT+ \ CDOT CH - CH_2 - R '\ RIGHTARROW R - CH_2 - CH - CH - CH_2 - R']
หรือหัวรุนแรงหนึ่งสามารถนามธรรมอะตอมไฮโดรเจนจากหัวรุนแรงอื่นซึ่งเรียกว่าการยุติการสัดส่วนที่ไม่เหมาะสม
กลไกการเกิดปฏิกิริยาในปฏิกิริยาข้าม - การเชื่อมโยง
BIBP ยังใช้กันอย่างแพร่หลายในการเชื่อมโยงปฏิกิริยาโดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับอีลาสโตเมอร์และเทอร์โมพลาสติก ในการเชื่อมโยงข้ามเป้าหมายคือการสร้างพันธะโควาเลนต์ระหว่างโซ่พอลิเมอร์ซึ่งสามารถปรับปรุงคุณสมบัติเชิงกลของวัสดุเช่นความแข็งแรงและความต้านทานต่อความร้อนและสารเคมี
ขั้นตอนเริ่มต้นเหมือนกับในพอลิเมอไรเซชัน BIBP สร้างอนุมูลอิสระเมื่อให้ความร้อน อนุมูลอิสระเหล่านี้สามารถเป็นนามธรรมอะตอมไฮโดรเจนจากโซ่พอลิเมอร์ สมมติว่าเรามีโซ่โพลีเอทิลีน (( - ch_2 - ch_2 -) _ n) Tert - butoxy radical สามารถนามธรรมอะตอมไฮโดรเจนจากห่วงโซ่โพลีเอทิลีนสร้างอนุมูลอิสระบนพอลิเมอร์:
[(ch_3) _3co \ cdot+ - ch_2 - ch_2 - \ rightarrow (ch_3) _3coh+ - ch \ cdot - ch_2 -]
เมื่อมีอนุมูลอิสระในโซ่พอลิเมอร์ที่แตกต่างกันพวกเขาสามารถตอบสนองซึ่งกันและกันเพื่อสร้างลิงค์ข้าม ตัวอย่างเช่น:
[ - CH \ CDOT - CH_2 -+ - CH \ CDOT - CH_2 - \ RIGHTARROW - CH - CH_2 - CH - CH_2 -]
กระบวนการเชื่อมโยงข้ามนี้สามารถเปลี่ยนคุณสมบัติทางกายภาพของพอลิเมอร์ได้อย่างมีนัยสำคัญ ตัวอย่างเช่นวัสดุยางอาจแข็งขึ้นและมีโอกาสน้อยที่จะเปลี่ยนรูปภายใต้ความเครียด
เปรียบเทียบกับเปอร์ออกไซด์อินทรีย์อื่น ๆ
มีเปอร์ออกไซด์อินทรีย์อื่น ๆ ที่ใช้ในปฏิกิริยาที่คล้ายกัน ตัวอย่างเช่น,PMHP | CAS 80 - 47 - 7 | Paramenthane HydroperoxideและCH | CAS 3006 - 86 - 8 | 1,1 - di (tert - butylperoxy) cyclohexane-
PMHP มีโครงสร้างที่แตกต่างกันเมื่อเทียบกับ BIBP มันมีกลุ่มไฮโดรเปอร์ออกไซด์ (( - ooh)) กลไกการเกิดปฏิกิริยาของ PMHP ยังเริ่มต้นด้วยความแตกแยก homolytic ของพันธะ O - O แต่อนุมูลที่เกิดขึ้นนั้นแตกต่างกัน อนุมูลอิสระไฮโดรเพอร์ไซด์ ((Roo \ cdot)) โดยทั่วไปจะมีปฏิกิริยาน้อยกว่า Tert - Butoxy Radical จาก BIBP สิ่งนี้สามารถนำไปสู่อัตราการเกิดปฏิกิริยาที่ช้าลงในบางกรณี
ในทางกลับกัน CH เป็นวงจรเปอร์ออกไซด์ นอกจากนี้ยังสามารถทำหน้าที่เป็นผู้ริเริ่มในการเกิดพอลิเมอไรเซชันและการเชื่อมโยงปฏิกิริยา คล้ายกับ BIBP มันจะสร้างอนุมูลอิสระเมื่อให้ความร้อน อย่างไรก็ตามวิธีที่อนุมูลเหล่านี้มีปฏิสัมพันธ์กับโมโนเมอร์หรือโซ่พอลิเมอร์อาจแตกต่างกันเนื่องจากโครงสร้างวงจร อนุมูลจาก CH อาจมีเอฟเฟกต์ steric ที่แตกต่างกันซึ่งอาจมีผลต่อการเลือกสรรของปฏิกิริยา
แอปพลิเคชันในอุตสาหกรรมเฉพาะ
ในอุตสาหกรรมพลาสติก BIBP ใช้ในการผลิตพลาสติกประสิทธิภาพสูง ตัวอย่างเช่นในการผลิตโพลีโพรพีลีน BIBP สามารถใช้เป็นตัวเชื่อมโยงข้ามเพื่อปรับปรุงความต้านทานความร้อนและความแข็งแรงเชิงกลของผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้าย การเชื่อมโยงข้ามช่วยให้โพลีโพรพีลีนทนต่ออุณหภูมิที่สูงขึ้นโดยไม่ต้องเสียรูปทำให้เหมาะสำหรับการใช้งานเช่นชิ้นส่วนยานยนต์และเครื่องใช้ในครัวเรือน
ในอุตสาหกรรมยาง BIBP ใช้ในการวัลคาไนซ์ยาง Vulcanization เป็นประเภทของกระบวนการเชื่อมโยงที่ทำให้ยางมีความยืดหยุ่นและความทนทาน ด้วยการใช้ BIBP ยางสามารถถูกวัลคาไนได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้นและผลิตภัณฑ์ยางที่เกิดขึ้นมีความต้านทานต่อการสึกหรอที่ดีขึ้น
อีกตัวอย่างหนึ่ง: ปฏิกิริยากับ101 - 45 - PS
สมมติว่าเรามีปฏิกิริยาระหว่าง BIBP และสารประกอบเช่น101 - 45 - PS- หาก 101 - 45 - PS มีไซต์ที่มีปฏิกิริยาเช่นพันธะคู่หรืออะตอมไฮโดรเจนที่สามารถเป็นนามธรรมได้อนุมูลอิสระจาก BIBP สามารถทำปฏิกิริยากับมันได้
ถ้า 101 - 45 - PS มีพันธะคู่ Tert - Butoxy Radical จาก BIBP สามารถเพิ่มไปยังพันธะคู่คล้ายกับปฏิกิริยาพอลิเมอไรเซชันกับไวนิลโมโนเมอร์ ถ้ามันมีอะตอมไฮโดรเจนที่สามารถเป็นนามธรรมได้ Tert - Butoxy Radical สามารถทำเช่นนั้นได้โดยสร้างหัวรุนแรงในโมเลกุล 101 - 45 - PS ซึ่งสามารถมีส่วนร่วมในปฏิกิริยาต่อไป
ปัจจัยที่มีผลต่อกลไกการเกิดปฏิกิริยา
มีหลายปัจจัยที่สามารถส่งผลกระทบต่อกลไกการเกิดปฏิกิริยาของ BIBP อุณหภูมิเป็นสิ่งสำคัญ อุณหภูมิที่สูงขึ้นจะเพิ่มอัตราการแยก homolytic ของพันธะเปอร์ออกไซด์ใน BIBP อย่างไรก็ตามหากอุณหภูมิสูงเกินไปปฏิกิริยาด้านข้างอาจเกิดขึ้นเช่นการสลายตัวของอนุมูลหรือการสลายตัวของพอลิเมอร์
การปรากฏตัวของสิ่งสกปรกหรือสารยับยั้งสามารถมีผลกระทบ สิ่งสกปรกสามารถทำปฏิกิริยากับอนุมูลอิสระลดความเข้มข้นและทำให้ปฏิกิริยาช้าลง สารยับยั้งเป็นสารที่ถูกเพิ่มเข้ามาโดยเฉพาะเพื่อป้องกันหรือชะลอการเกิดปฏิกิริยา พวกเขาทำงานโดยทำปฏิกิริยากับอนุมูลอิสระแปลงเป็นสปีชีส์ที่มีปฏิกิริยาน้อยลง
บทสรุป
ดังนั้นอย่างที่คุณเห็น BIBP มีกลไกการเกิดปฏิกิริยาที่น่าสนใจในปฏิกิริยาต่าง ๆ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในการเกิดพอลิเมอไรเซชันและการเชื่อมโยงข้าม ความสามารถในการสร้างอนุมูลอิสระทำให้เป็นตัวริเริ่มที่หลากหลายและข้าม - linker ในอุตสาหกรรมพลาสติกและยาง
หากคุณอยู่ในธุรกิจโพลีเมอร์พลาสติกหรือยางและกำลังมองหาแหล่ง BIBP ที่เชื่อถือได้ฉันมาที่นี่เพื่อช่วย ไม่ว่าคุณจะต้องเข้าใจเพิ่มเติมเกี่ยวกับกลไกการตอบสนองสำหรับแอปพลิเคชันเฉพาะของคุณหรือพร้อมที่จะสั่งซื้อโปรดติดต่อ ฉันสามารถให้ BIBP ที่มีคุณภาพสูงและให้การสนับสนุนด้านเทคนิคเพื่อให้แน่ใจว่าคุณได้รับผลลัพธ์ที่ดีที่สุดในปฏิกิริยาของคุณ มาเริ่มการสนทนาและดูว่า BIBP จะเป็นประโยชน์ต่อธุรกิจของคุณได้อย่างไร!
การอ้างอิง
- Odian, G. หลักการของการเกิดพอลิเมอไรเซชัน John Wiley & Sons, 2004
- Sheldon, RA, Kochi, JK Metal - ตัวเร่งปฏิกิริยาออกซิไดซ์ของสารประกอบอินทรีย์ Academic Press, 1981
- McMurry, J. เคมีอินทรีย์ Cengage Learning, 2012