tert-butyl peroxybenzoate (TBPB) คืออะไรและทำไมจึงมีความสำคัญในการใช้งานอุตสาหกรรม?

tert-butyl peroxybenzoate (TBPB) เป็นสารประกอบที่มีความสำคัญอย่างมากในโลกอุตสาหกรรมโดยเฉพาะในสาขาเคมีพอลิเมอร์และวิทยาศาสตร์วัสดุ มันเป็นอินทรีย์เปอร์ออกไซด์ที่ใช้กันอย่างแพร่หลายเป็นตัวริเริ่มพอลิเมอไรเซชันตัวแทนการบ่มและสารเชื่อมขวาง ด้วยโครงสร้างที่แตกต่างและพฤติกรรมที่คาดการณ์ได้ภายใต้เงื่อนไขต่าง ๆ TBPB ได้กลายเป็นรากฐานที่สำคัญในการผลิตพลาสติกยางเรซิ่นและวัสดุอื่น ๆ

ในบทความนี้เราจะเจาะลึกประเด็นสำคัญของ TBPB รวมถึงคุณสมบัติทางเคมีและทางกายภาพการใช้การพิจารณาความปลอดภัยและอื่น ๆ อีกมากมาย ในตอนท้ายคุณจะเข้าใจว่าทำไมสารประกอบนี้จึงมีบทบาทสำคัญในอุตสาหกรรมต่าง ๆ

รู้เบื้องต้นเกี่ยวกับ Tert-Butyl Peroxybenzoate (TBPB)

tert-butyl peroxybenzoate (TBPB) ด้วยสูตรเคมีc₁₁h₁₄o₃เป็นอินทรีย์เปอร์ออกไซด์ที่ใช้เป็นหลักในการผลิตผลิตภัณฑ์พอลิเมอร์ต่างๆ TBPB เป็นของเหลวที่มีความผันผวนต่ำสีเหลืองเล็กน้อยซึ่งทำหน้าที่เป็นตัวริเริ่มที่สำคัญสำหรับปฏิกิริยาการเกิดพอลิเมอไรเซชันจำนวนมาก สารประกอบนี้มีการเชื่อมโยง peroxy (-O-O-) ซึ่งเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการเริ่มต้นกระบวนการสลายตัวที่สร้างอนุมูลอิสระ อนุมูลอิสระเหล่านี้มีความสำคัญต่อการขับเคลื่อนปฏิกิริยาทางเคมีโดยเฉพาะอย่างยิ่งพอลิเมอไรเซชันซึ่งเป็นรากฐานของความสำคัญทางอุตสาหกรรมของ TBPB

TBPB เป็นที่รู้จักกันดีว่ามีความสามารถในการแบ่งออกเป็นอนุมูลอิสระที่อุณหภูมิควบคุมทำให้เหมาะสำหรับการใช้งานในกระบวนการที่ต้องมีการควบคุมอัตราการเกิดปฏิกิริยาที่แม่นยำ ความเก่งกาจของมันในอุณหภูมิที่หลากหลายยังทำให้เป็นสารประกอบที่เชื่อถือได้สำหรับการใช้งานอุตสาหกรรมจำนวนมากเช่นการสังเคราะห์สไตรีนโพลีเอทิลีนและโพลีเมอร์ที่สำคัญอื่น ๆ

คุณสมบัติทางเคมีและทางกายภาพของ TBPB

การทำความเข้าใจคุณสมบัติทางเคมีและทางกายภาพของ TBPB เป็นสิ่งจำเป็นเพื่อชื่นชมการใช้งานอุตสาหกรรมที่แพร่หลาย โครงสร้างโมเลกุลของ TBPB นั้นโดดเด่นด้วยพันธะเปอร์ออกซีส่วนกลางเชื่อมต่อกลุ่ม Tert-Butyl และกลุ่ม benzoyl พันธะออกซิเจน-ออกซิเจนที่อ่อนแอในกลุ่มเปอร์ออกซีคือสิ่งที่ช่วยให้ TBPB สามารถสลายตัวได้อย่างง่ายดายภายใต้ความร้อนสร้างอนุมูลอิสระที่เริ่มต้นพอลิเมอไรเซชัน

คุณสมบัติหลัก:

• สูตรโมเลกุล: c₁₁h₁₄o₃
• น้ำหนักโมเลกุล: 194.23 g/mol
• ความหนาแน่น: ~ 1.04 g/ml ที่ 20 ° C
• สถานะทางกายภาพ: ของเหลวสีเหลืองเล็กน้อย
• ความสามารถในการละลาย: ละลายได้ในตัวทำละลายอินทรีย์ไม่ละลายน้ำในน้ำ
• อุณหภูมิการสลายตัว: ~ 90-110 ° C
• อุณหภูมิการสลายตัวด้วยตนเอง (เศร้า): ~ 60 ° C

ตารางที่ 1: คุณสมบัติทางกายภาพที่สำคัญของ TBPB

ความผันผวนต่ำและการสลายตัวที่ควบคุมทำให้ TBPB เป็นตัวเลือกที่ยอดเยี่ยมสำหรับการใช้งานอุตสาหกรรม การสลายตัวของมันเกิดขึ้นในช่วงอุณหภูมิที่ค่อนข้างต่ำทำให้สามารถควบคุมปฏิกิริยาทางเคมีได้ดีขึ้น

TBPB ครึ่งชีวิตและบทบาทในการเกิดพอลิเมอไรเซชัน

ครึ่งชีวิตของ TBPB เป็นคุณสมบัติที่สำคัญที่กำหนดประสิทธิภาพของมันในฐานะผู้ริเริ่มการเกิดพอลิเมอไรเซชัน ครึ่งชีวิตหมายถึงเวลาที่ใช้เวลาครึ่งหนึ่งของ TBPB ในการย่อยสลายภายใต้ชุดเงื่อนไขที่กำหนดซึ่งเกี่ยวข้องโดยตรงกับอัตราที่อนุมูลอิสระถูกสร้างขึ้น ยิ่งการสลายตัวเร็วขึ้นกระบวนการพอลิเมอไรเซชันก็จะเริ่มขึ้นเร็วขึ้นเท่านั้น

ผลของอุณหภูมิต่อครึ่งชีวิต:

ครึ่งชีวิตของ TBPB ขึ้นอยู่กับอุณหภูมิสูง ยิ่งอุณหภูมิสูงขึ้นเท่าไหร่ครึ่งชีวิตก็จะยิ่งสั้นลง ซึ่งหมายความว่าที่อุณหภูมิสูง TBPB จะสลายตัวเร็วขึ้นปล่อยอนุมูลอิสระในอัตราที่เร็วขึ้นซึ่งเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการเริ่มปฏิกิริยาโพลีเมอไรเซชันอย่างมีประสิทธิภาพ

• ที่ 100 ° C: ครึ่งชีวิตประมาณ 11.5 ชั่วโมง
• ที่ 115 ° C: ครึ่งชีวิตลดลงเหลือเพียง 1 ชั่วโมง
• ที่ 130 ° C: ครึ่งชีวิตจะกลายเป็นเพียง 6 นาที

ความสัมพันธ์แบบเอ็กซ์โปเนนเชียลระหว่างอุณหภูมิและอัตราการสลายตัวนี้มีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการสร้างความมั่นใจในการควบคุมกระบวนการพอลิเมอไรเซชันที่แม่นยำ

ตารางที่ 2: ครึ่งชีวิตของ TBPB ที่อุณหภูมิต่างๆ

อุณหภูมิเป็นปัจจัยหลักที่มีผลต่อครึ่งชีวิตของ TBPB แต่ปัจจัยอื่น ๆ เช่นสิ่งสกปรกประเภทของตัวทำละลายและโพลิเมอร์เมทริกซ์สามารถมีอิทธิพลต่อพารามิเตอร์นี้

ใช้และแอปพลิเคชันของ TBPB

1. การเริ่มต้นพอลิเมอไรเซชัน

แอปพลิเคชันที่รู้จักกันดีที่สุดของ TBPB คือการใช้เป็นตัวริเริ่มพอลิเมอไรเซชัน TBPB มักใช้ในการเกิดพอลิเมอไรเซชันของโมโนเมอร์ที่หลากหลายรวมถึง สไตรีน - โพลีเอทิลีน - และ กรดโพลีอะคริลิค - ด้วยการย่อยสลายที่อุณหภูมิควบคุม TBPB จะสร้างอนุมูลอิสระที่ทำปฏิกิริยากับโมเลกุลโมโนเมอร์เริ่มต้นปฏิกิริยาลูกโซ่ที่นำไปสู่การก่อตัวของโซ่พอลิเมอร์

2. การรักษาตัวแทนสำหรับเรซิน

การประยุกต์ใช้ TBPB ที่สำคัญอีกประการหนึ่งคือตัวแทนการบ่มสำหรับเรซินโพลีเอสเตอร์ที่ไม่อิ่มตัวและวัสดุอื่น ๆ ที่คล้ายกัน ในบทบาทนี้ TBPB อำนวยความสะดวกในการเชื่อมขวางของโมเลกุลเรซินโดยการสร้างอนุมูลอิสระการแปลงเรซิ่นจากสถานะของเหลวหรือกึ่งแข็งเป็นวัสดุที่เป็นของแข็ง กระบวนการบ่มนี้เป็นพื้นฐานในการผลิต คอมโพสิตไฟเบอร์กลาส และ ชิ้นส่วนพลาสติกขึ้นรูป .

3. ตัวแทนเชื่อมขวางสำหรับอีลาสโตเมอร์

TBPB ยังมีบทบาทสำคัญในการเชื่อมขวางอีลาสโตเมอร์เช่น ยางซิลิโคน - ในฐานะตัวแทนวัลคาไนซ์ TBPB ช่วยสร้างพันธะโควาเลนต์ที่แข็งแกร่งระหว่างโซ่พอลิเมอร์ปรับปรุงคุณสมบัติเชิงกลของยางรวมถึงความยืดหยุ่นความแข็งแรงและความต้านทานความร้อน แอปพลิเคชั่นนี้ใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมยานยนต์การบินและอวกาศและสินค้าอุปโภคบริโภค

การจัดการและการจัดเก็บ TBPB

เนื่องจากลักษณะที่เกิดปฏิกิริยาของ TBPB การจัดการและการจัดเก็บที่เหมาะสมจึงเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการสร้างความมั่นใจทั้งความปลอดภัยและประสิทธิผล TBPB ควรเก็บไว้ในที่เย็นและแห้งห่างจากแหล่งความร้อนเนื่องจากมีความไวต่อการสลายตัวของความร้อนที่อุณหภูมิสูงขึ้น ช่วงอุณหภูมิการจัดเก็บที่แนะนำสำหรับ TBPB อยู่ระหว่าง 10-30 ° C .

เมื่อจัดการกับ TBPB มันเป็นสิ่งสำคัญที่จะหลีกเลี่ยงการสัมผัสกับวัสดุที่เข้ากันไม่ได้เช่นกรดฐานการลดสารและโลหะหนักซึ่งสามารถเร่งการสลายตัวของมัน นอกจากนี้เหมาะสม อุปกรณ์ป้องกันส่วนบุคคล (PPE) เช่นถุงมือแว่นตาและเสื้อโค้ทห้องปฏิบัติการควรสวมใส่เพื่อลดความเสี่ยงของการสัมผัสกับสารประกอบ

ข้อควรพิจารณาด้านความปลอดภัยสำหรับ TBPB

การทำงานกับ TBPB ต้องใช้การปฏิบัติตามโปรโตคอลความปลอดภัยอย่างระมัดระวัง ในฐานะตัวแทนออกซิไดซ์ที่แข็งแกร่ง TBPB นำเสนอความเสี่ยงเช่น ไฟ , การระเบิด , และ การเปิดรับสารพิษ ถ้าผิดพลาด การสลายตัวของ TBPB ปล่อยก๊าซและความร้อนที่ติดไฟได้ซึ่งสามารถนำไปสู่ปฏิกิริยาที่เป็นอันตรายหากไม่ได้ควบคุมอย่างเหมาะสม

ในกรณีที่เกิดอุบัติเหตุมาตรการปฐมพยาบาลทันทีมีความสำคัญ สำหรับการสัมผัสกับผิวหนังควรล้างพื้นที่ด้วยน้ำปริมาณมากในขณะที่การสัมผัสตาต้องล้างด้วยน้ำอย่างละเอียด หาก TBPB สูดดมหรือกินเข้าไปให้ไปพบแพทย์ทันที

การสลายตัวของ TBPB และผลพลอยได้

การสลายตัวของ TBPB ผลิตอนุมูลอิสระสองหลัก: Tert-Butoxy และ เบนโซล็อกซี่ อนุมูล อนุมูลเหล่านี้มีปฏิกิริยาสูงและเริ่มกระบวนการโพลีเมอไรเซชัน ในระหว่างการพังทลายเพิ่มเติม เบนโซล็อกซี่ อนุมูลสามารถย่อยสลายเป็นรูปแบบก ฟีนิลอนุมูลอิสระ และ คาร์บอนไดออกไซด์ ในขณะที่ Tert-Butoxy อนุมูลสามารถผลิตได้ isobutane และ อะซิโตน .

ผลพลอยได้เหล่านี้โดยทั่วไปจะมีปฏิกิริยาน้อยกว่าอนุมูลดั้งเดิม แต่ยังต้องได้รับการจัดการด้วยความระมัดระวัง ควรปฏิบัติตามวิธีการกำจัดที่เหมาะสมเนื่องจากผลพลอยได้อาจเป็นพิษหรือติดไฟได้

ข้อมูลด้านกฎระเบียบ

เนื่องจากการจำแนกประเภทเป็นเปอร์ออกไซด์อินทรีย์ TBPB อยู่ภายใต้มาตรฐานการกำกับดูแลที่เข้มงวดทั่วโลก ในสหภาพยุโรป TBPB ถูกควบคุมภายใต้ เข้าถึง ซึ่งกำหนดให้ผู้ผลิตต้องลงทะเบียนสารและให้ข้อมูลโดยละเอียดเกี่ยวกับคุณสมบัติและการใช้งาน ในทำนองเดียวกันในสหรัฐอเมริกา TBPB อยู่ภายใต้ TSCA กฎระเบียบที่บังคับใช้โดย EPA - นอกจากนี้ TBPB จัดเป็นวัสดุที่เป็นอันตรายในระหว่างการขนส่งและต้องปฏิบัติตามกฎระเบียบระหว่างประเทศเกี่ยวกับบรรจุภัณฑ์การติดฉลากและการจัดส่ง

บทสรุป

Tert-Butyl Peroxybenzoate (TBPB) เป็นสารเคมีที่จำเป็นในการใช้งานอุตสาหกรรมที่หลากหลายโดยเฉพาะอย่างยิ่งในการเกิดพอลิเมอไรเซชันการบ่มเรซินและการเชื่อมขวางยาง ความสามารถในการสร้างอนุมูลอิสระที่อุณหภูมิควบคุมทำให้เป็นเครื่องมือที่ขาดไม่ได้สำหรับผู้ผลิตที่มีเป้าหมายเพื่อสร้างวัสดุคุณภาพสูง

อย่างไรก็ตามปฏิกิริยาของมันจำเป็นต้องมีมาตรการความปลอดภัยที่เข้มงวดเพื่อป้องกันอุบัติเหตุ การทำความเข้าใจคุณสมบัติการใช้และความเสี่ยงที่เกี่ยวข้องกับ TBPB เป็นกุญแจสำคัญในการสร้างความมั่นใจว่าการใช้งานที่ปลอดภัยและมีประสิทธิภาพในอุตสาหกรรมต่างๆ ด้วยบทบาทอย่างต่อเนื่องในการพัฒนาวิทยาศาสตร์วัสดุ TBPB จะยังคงเป็นส่วนหนึ่งของกระบวนการผลิตที่ทันสมัย

โดยทำตามโปรโตคอลความปลอดภัยและการจัดเก็บที่เหมาะสม TBPB สามารถยังคงมีส่วนร่วมในการสร้างวัสดุที่เป็นนวัตกรรมที่ใช้ในอุตสาหกรรมที่หลากหลายตั้งแต่การก่อสร้างไปจนถึงการบินและอวกาศ