TBPB (Tert-Butyl Peroxybenzoate): Thuộc tính, Công dụng & An toàn

Tert-Butyl Peroxybenzoate là gì ( TBPB )?

Tert-butyl peroxybenzoate, thường được viết tắt là TBPB, là một peroxide hữu cơ thuộc họ peroxyester. Công thức hóa học của nó là C ₁₁ H ₁₄ O ₃ , với trọng lượng phân tử là 194,23 g/mol. Về mặt cấu trúc, nó bao gồm một nhóm benzoate được liên kết thông qua liên kết peroxide (–O–O–) với nhóm tert-butyl. Liên kết peroxide này là vị trí hoạt động hóa học: nó tương đối yếu (năng lượng phân ly liên kết khoảng 150 kJ/mol) và phân cắt đồng phân khi kích hoạt nhiệt để tạo ra hai gốc tự do.

Ở nhiệt độ phòng, TBPB là chất lỏng trong suốt đến hơi vàng, có mùi giống este nhẹ, đặc trưng. Các tính chất vật lý chính của nó:

• điểm sôi : Khoảng 112°C ở 10 mmHg (phân hủy trước khi sôi trong khí quyển)
• Mật độ : ~1,02 g/cm³ ở 20°C
• Nhiệt độ phân hủy tự tăng tốc (SADT) : Khoảng 80°C cho số lượng lớn
• Chu kỳ bán rã ở 100°C : Khoảng 1 giờ; ở 120°C, khoảng 6 phút
• độ hòa tan : Có thể trộn với hầu hết các dung môi hữu cơ phổ biến; về cơ bản không hòa tan trong nước
• Hàm lượng oxy hoạt động : ~8,2%

TBPB chiếm vị trí tầm trung trong phổ hoạt động của peroxide hữu cơ. Nhiệt độ phân hủy của nó là cao hơn nhiều loại dialkyl peroxit và diacyl peroxit , điều này giúp nó hữu ích cho các quy trình yêu cầu tạo gốc tự do liên tục ở nhiệt độ từ 100°C đến 140°C — một phạm vi phù hợp với nhiều loại ứng dụng xử lý và xử lý polyme.

TBPB hoạt động như một người khởi xướng cấp tiến như thế nào

Chức năng công nghiệp chính của TBPB là chất khởi tạo gốc tự do trong phản ứng trùng hợp và liên kết ngang. Khi được làm nóng đến phạm vi phân hủy hiệu quả, liên kết peroxide trải qua quá trình phân tách đồng phân, tạo ra gốc tert-butoxy và gốc benzoyloxy. Gốc benzoyloxy có thể bị phân hủy thêm để tạo ra gốc phenyl và carbon dioxide.

Các gốc này là những loại có khả năng phản ứng cao, bắt đầu các phản ứng dây chuyền trong các đơn phân không bão hòa hoặc các nguyên tử hydro trừu tượng từ chuỗi polyme để tạo ra các gốc vĩ mô cho liên kết chéo. Tốc độ tạo ra các gốc tự do - và do đó là tốc độ khởi đầu - là một hàm số của nhiệt độ và tuân theo động học bậc nhất. Các kỹ sư quy trình chọn TBPB khi họ cần:

• Thời gian sử dụng lâu hơn ở nhiệt độ xử lý so với peroxit phân hủy nhanh hơn mang lại
• Chữa bệnh được kiểm soát, duy trì trong thời gian xử lý kéo dài thay vì tỏa nhiệt nhanh
• Khả năng tương thích với các chu trình xử lý ở nhiệt độ cao trong vật liệu tổng hợp có tiết diện dày hoặc các bộ phận cao su đúc nén, nơi truyền nhiệt đến trung tâm của bộ phận chậm

Trong thực tế, TBPB thường được sử dụng như một người khởi xướng thứ cấp hoặc hoàn thiện trong các hệ thống trùng hợp đa chất khởi đầu. Peroxide phân hủy nhanh hơn sẽ xử lý phần lớn phản ứng ở nhiệt độ thấp hơn; TBPB kích hoạt ở nhiệt độ cao hơn để chuyển đổi monome dư, thúc đẩy quá trình chuyển đổi hoàn thiện và giảm hàm lượng monome dễ bay hơi trong sản phẩm cuối cùng.

Ứng dụng công nghiệp

Hồ sơ hoạt động nhiệt độ của TBPB làm cho nó trở nên hữu ích trong một số ngành công nghiệp chế biến polyme và cao su.

Bảo dưỡng nhựa Polyester không bão hòa

Trong ngành công nghiệp vật liệu tổng hợp, TBPB được sử dụng rộng rãi để xử lý nhựa polyester không bão hòa (UP) và nhựa vinyl ester, đặc biệt trong các quy trình nhiệt độ cao như ép đùn, đúc chuyển nhựa (RTM) và đúc nén. Nó cung cấp khả năng tỏa nhiệt được kiểm soát ở nhiệt độ trên 120°C, thích hợp cho các cấu hình ép đùn có tiết diện dày, nơi tỏa nhiệt sớm hoặc mạnh sẽ gây ra nứt bên trong. Mức tải điển hình dao động từ 0,5 đến 2,0 phần trăm nhựa (phr) tùy thuộc vào hệ thống nhựa, hình dạng bộ phận và chu trình xử lý mục tiêu.

Lưu hóa cao su

TBPB đóng vai trò là chất lưu hóa peroxide cho cao su silicon, EPDM và các chất đàn hồi bão hòa hoặc đặc biệt khác không thể liên kết ngang một cách hiệu quả với các hệ thống dựa trên lưu huỳnh. Liên kết ngang peroxide với TBPB tạo ra Liên kết ngang C–C thay vì các liên kết sunfua, tạo ra các chất lưu hóa có khả năng chịu nhiệt vượt trội, độ nén thấp hơn và hiệu suất tốt hơn khi tiếp xúc với dầu và hóa chất. Nó đặc biệt được sử dụng trong các bộ phận silicon đúc nén và đúc chuyển được xử lý ở 150–180°C.

Sản xuất polyme Styrenic

Trong quá trình sản xuất copolyme polystyrene, polystyrene tác động cao (HIPS) và styrene-acrylonitrile (SAN) thông qua quá trình trùng hợp khối hoặc dung dịch liên tục, TBPB hoạt động như một chất khởi tạo nhiệt độ cao trong các giai đoạn sau của quá trình lò phản ứng. Hoạt động của nó ở 120–140°C cho phép nó giảm mức monome styrene dư ở giai đoạn cuối của quy trình, cải thiện chất lượng sản phẩm và giảm nhu cầu khử bay hơi ở cuối quy trình.

Ứng dụng sơn và polyme acrylic

TBPB cũng được sử dụng như chất khởi đầu trong quá trình sản xuất polyme acrylic cho chất phủ, chất kết dính và chất bịt kín trong đó quá trình trùng hợp dung dịch hoặc số lượng lớn được tiến hành ở nhiệt độ cao. Tốc độ phân hủy được kiểm soát của nó giúp duy trì sự phân bổ trọng lượng phân tử nhất quán trong polyme cuối cùng.

Lưu trữ, xử lý và an toàn

Giống như tất cả các peroxit hữu cơ, TBPB yêu cầu bảo quản được kiểm soát nhiệt độ nghiêm ngặt và xử lý cẩn thận. Đặc tính nguy hiểm của nó bị chi phối bởi tính không ổn định của liên kết peroxit và khả năng tự phân hủy nhanh (SAD) nếu mất kiểm soát nhiệt độ.

Yêu cầu lưu trữ

• Lưu trữ tại hoặc bên dưới 30°C ở nơi mát mẻ, thông thoáng, tránh xa nguồn nhiệt, ánh nắng trực tiếp và nguồn lửa
• Tránh xa các chất khử, axit, bazơ và các hợp chất kim loại nặng có thể xúc tác cho sự phân hủy ở nhiệt độ thấp hơn
• Bảo quản trong thùng chứa ban đầu; không chuyển sang các thùng chứa bằng đồng, đồng thau hoặc kim loại phản ứng khác
• Duy trì cách ly với các vật liệu dễ cháy và các chất oxy hóa theo quy định của địa phương

Phòng ngừa xử lý

• Sử dụng PPE thích hợp: găng tay chống hóa chất, kính bảo hộ và tấm che mặt; tránh tiếp xúc với da và mắt
• Không bị ma sát, sốc hoặc giam cầm - sự phân hủy hạn chế có thể tạo ra áp suất nhanh chóng
• Trong trường hợp tràn đổ, hấp thụ bằng vật liệu trơ (vermiculite, cát khô); không sử dụng mùn cưa hoặc chất hấp thụ dễ cháy
• Xử lý chất thải theo quy định về chất thải nguy hại của địa phương; không đổ xuống cống

Phân loại theo quy định

TBPB được phân loại theo hệ thống vận tải của Liên hợp quốc là LHQ 2096 (peroxide hữu cơ, loại D, chất lỏng) và tuân theo các yêu cầu của hệ thống phân loại GHS/CLP như chất lỏng dễ cháy (Loại 3) và peroxide hữu cơ (Loại D). Người xử lý nên tham khảo Bảng dữ liệu an toàn (SDS) hiện tại từ nhà cung cấp của họ để biết phân loại theo khu vực pháp lý cụ thể, hướng dẫn ứng phó khẩn cấp và các yêu cầu về PPE, vì nồng độ công thức và các quy định khu vực ảnh hưởng đến danh mục nguy hiểm chính xác được chỉ định.