引发剂及其引发作用讲稿.ppt
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1、关于引发剂及其引发作用1第一页,讲稿共三十二页哦 引发剂是产生自由基聚合反应活性中心的物质。引发剂是产生自由基聚合反应活性中心的物质。a 它它不不仅仅是是影影响响聚聚合合反反应应速速率率的的重重要要因因素素,而而且且是是影影响响聚聚合合物相对分子质量的重要因素。物相对分子质量的重要因素。a 因因此此,对对引引发发剂剂的的种种类类、引引发发剂剂分分解解动动力力学学、引引发发剂剂的的引引发发效效率和引发剂的选用原则等问题应作深入了解。率和引发剂的选用原则等问题应作深入了解。a 一、一、一、一、引发剂引发剂引发剂引发剂(initiator)(initiator)及其种类及其种类及其种类及其种类aa
2、含含含含有有有有弱弱弱弱键键键键的的的的化化化化合合合合物物物物,它它它它们们们们在在在在热热热热的的的的作作作作用用用用下下下下,共共共共价价价价键键键键均均均均裂裂裂裂而而而而产产产产生生生生自自自自由由由由基基基基的物质的物质的物质的物质,称为引发剂。称为引发剂。称为引发剂。称为引发剂。a 在一般自由基聚合体系中在一般自由基聚合体系中,聚合温度为聚合温度为40100。a 作作为为引引发发剂剂的的物物质质,其其键键能能(分分解解活活化化能能Ed)必必须须在在105190(kJ/mol),多以,多以125150(kJ/mol)。a 因因此此,自自自自由由由由基基基基聚聚聚聚合合合合的的的的引
3、引引引发发发发剂剂剂剂主主主主要要要要是是是是偶偶偶偶氮氮氮氮类类类类化化化化合合合合物物物物和和和和过过过过氧氧氧氧类类类类化化化化合合合合物。物。物。物。aa 引发剂可以分为四类。引发剂可以分为四类。2.4 引发剂引发剂(initiator)及其引发作用及其引发作用第二页,讲稿共三十二页哦 物物理理化化学学性性质质:白白色色柱柱状状结结晶晶,不不溶溶于于水水,溶溶于于有有机机溶溶剂剂,室室温温下下比比较较稳定,可在纯粹状态贮存。稳定,可在纯粹状态贮存。v在在 8090急剧分解,急剧分解,100有爆炸着火的危险,有爆炸着火的危险,v有一定的毒性。属于有一定的毒性。属于油溶性引发剂。油溶性引发
4、剂。v 油溶性引发剂油溶性引发剂油溶性引发剂油溶性引发剂,适用于本体聚合、悬浮聚合和溶液聚合。适用于本体聚合、悬浮聚合和溶液聚合。适用于本体聚合、悬浮聚合和溶液聚合。适用于本体聚合、悬浮聚合和溶液聚合。v 特特点点:分分解解均均匀匀,只只产产生生一一种种自自由由基基,无无其其它它副副反反应应,分分解解速速率率较较低低,属属属属于于于于低活性引发剂低活性引发剂低活性引发剂低活性引发剂。vv 1.1.偶氮类引发剂偶氮类引发剂偶氮类引发剂偶氮类引发剂(azo initiators)(azo initiators)偶氮类引发剂中主要是偶氮二异丁腈和偶氮二异庚腈。偶氮类引发剂中主要是偶氮二异丁腈和偶氮二
5、异庚腈。偶氮二异丁腈偶氮二异丁腈(ABIN)2.4 2.4 引发剂引发剂(initiator)(initiator)及其引发作用及其引发作用第三页,讲稿共三十二页哦v相对分子质量相对分子质量248.36,分解活化能,分解活化能Ed=121.3 kJ/mol。v物物理理化化学学性性质质:易易燃燃、易易爆爆,在在室室温温30中中15天天即即可可分分解解失失效效,因因此此必必须须贮贮存存于于10以以下下的的电电冰冰箱箱中中,不不便便运运输输,不不便便在在实实验验室室中中应应用用。属于油溶性引发剂。属于油溶性引发剂。v 偶氮类引发剂偶氮类引发剂适用于本体聚合、悬浮聚合和溶液聚合。适用于本体聚合、悬浮聚
6、合和溶液聚合。适用于本体聚合、悬浮聚合和溶液聚合。适用于本体聚合、悬浮聚合和溶液聚合。v 特点:分解速率高,特点:分解速率高,属于高活性引发剂。属于高活性引发剂。(2)偶氮二异庚腈偶氮二异庚腈(ABVN)2.4 2.4 引发剂引发剂(initiator)(initiator)及其引发作用及其引发作用第四页,讲稿共三十二页哦 o o2.2.有机过氧类引发剂有机过氧类引发剂有机过氧类引发剂有机过氧类引发剂(peroxide initiator)(peroxide initiator)o把把过过氧氧化化氢氢HOOH看看作作是是有有机机过过氧氧类类引引发发剂剂的的母母体体,其其中中一一个个H原原子子被
7、有机基团取代:被有机基团取代:R-OOH 称为氢过氧类引发剂。称为氢过氧类引发剂。o若其中两个若其中两个H原子都被有机基团取代:原子都被有机基团取代:R-OO-R o过氧化二酰类、过氧化二烷基类和过氧化二酯类引发剂。过氧化二酰类、过氧化二烷基类和过氧化二酯类引发剂。o 氢过氧类引发剂氢过氧类引发剂o 氢过氧类引发剂中主要有氢过氧类引发剂中主要有o 氢过氧化异丙苯氢过氧化异丙苯、氢过氧化特丁基氢过氧化特丁基和和氢过氧化对孟烷氢过氧化对孟烷。o 氢过氧化异丙苯的结构式与分解反应式氢过氧化异丙苯的结构式与分解反应式o 2.4 2.4 引发剂引发剂(initiator)(initiator)及其引发作
8、用及其引发作用第五页,讲稿共三十二页哦 氢过氧类引发剂溶于水,属于水溶性引发剂,氢过氧类引发剂溶于水,属于水溶性引发剂,氢过氧类引发剂溶于水,属于水溶性引发剂,氢过氧类引发剂溶于水,属于水溶性引发剂,一般用于乳液聚合和水溶液聚合。一般用于乳液聚合和水溶液聚合。一般用于乳液聚合和水溶液聚合。一般用于乳液聚合和水溶液聚合。氢过氧化特(叔)丁基的结构式与分解反应式氢过氧化特(叔)丁基的结构式与分解反应式氢过氧化对孟烷的结构式与分解反应式氢过氧化对孟烷的结构式与分解反应式2.4 2.4 引发剂引发剂(initiator)(initiator)及其引发作用及其引发作用第六页,讲稿共三十二页哦v 相对分子
9、质量相对分子质量242,分解活化能,分解活化能Ed=124.3 kJ/mol。v 物物理理化化学学性性质质:白白色色粉粉末末,干干品品极极不不稳稳定定,加加热热时时易易引引起起爆爆炸炸,不溶于水不溶于水,溶于有机溶剂溶于有机溶剂,属于油溶性引发剂。属于油溶性引发剂。属于油溶性引发剂。属于油溶性引发剂。v 贮存时加贮存时加20%30%的水。的水。v 特点:分解速率较慢,特点:分解速率较慢,属于低活性引发剂,属于低活性引发剂,属于低活性引发剂,属于低活性引发剂,过氧化二酰类引发剂过氧化二酰类引发剂 该类引发剂有过氧化二苯甲酰和过氧化十二酰等。该类引发剂有过氧化二苯甲酰和过氧化十二酰等。过氧化二苯甲
10、酰过氧化二苯甲酰过氧化二苯甲酰过氧化二苯甲酰(BPO)的结构式与分解反应式的结构式与分解反应式2.4 2.4 引发剂引发剂(initiator)(initiator)及其引发作用及其引发作用第七页,讲稿共三十二页哦 属于油溶性、低活性引发剂。属于油溶性、低活性引发剂。属于油溶性、低活性引发剂。属于油溶性、低活性引发剂。过氧化十二酰过氧化十二酰过氧化十二酰过氧化十二酰(LPO)的结构式与分解反应式)的结构式与分解反应式2.4 2.4 引发剂引发剂(initiator)(initiator)及其引发作用及其引发作用 过氧化二烷基类引发剂过氧化二烷基类引发剂 过氧化二烷基类引发剂主要有过氧化二特丁基
11、和过氧化二异丙苯。过氧化二烷基类引发剂主要有过氧化二特丁基和过氧化二异丙苯。适用于本体聚合、悬浮聚合和溶液聚合。适用于本体聚合、悬浮聚合和溶液聚合。适用于本体聚合、悬浮聚合和溶液聚合。适用于本体聚合、悬浮聚合和溶液聚合。第八页,讲稿共三十二页哦属于油溶性、低活性引发剂。属于油溶性、低活性引发剂。过氧化二特丁基过氧化二特丁基的结构式与分解反应式的结构式与分解反应式2.4 2.4 引发剂引发剂(initiator)(initiator)及其引发作用及其引发作用过氧化过氧化二异丙苯二异丙苯的结构式与分解反应式的结构式与分解反应式适用于本体聚合、悬浮聚合和溶液聚合。适用于本体聚合、悬浮聚合和溶液聚合。
12、适用于本体聚合、悬浮聚合和溶液聚合。适用于本体聚合、悬浮聚合和溶液聚合。第九页,讲稿共三十二页哦 高活性引发剂,分解速率快,可提高聚合速率,缩短聚合周期。高活性引发剂,分解速率快,可提高聚合速率,缩短聚合周期。c 但贮存和精制时需注意安全,使用时避光、不能加热,但贮存和精制时需注意安全,使用时避光、不能加热,c 贮存时需配成溶液,贮存于贮存时需配成溶液,贮存于10以下的电冰箱中。以下的电冰箱中。c 实验室中一般不用。实验室中一般不用。过氧化二碳酸二异丙酯(过氧化二碳酸二异丙酯(IPP)的结构式与分解反应式)的结构式与分解反应式2.4 2.4 引发剂引发剂(initiator)(initiato
13、r)及其引发作用及其引发作用适用于本体聚合、悬浮聚合和溶液聚合。适用于本体聚合、悬浮聚合和溶液聚合。适用于本体聚合、悬浮聚合和溶液聚合。适用于本体聚合、悬浮聚合和溶液聚合。过氧化二酯类引发剂过氧化二酯类引发剂属于属于油溶性高活性引发剂。油溶性高活性引发剂。油溶性高活性引发剂。油溶性高活性引发剂。第十页,讲稿共三十二页哦ii 无机过氧类引发剂无机过氧类引发剂无机过氧类引发剂无机过氧类引发剂(inorganic(inorganic initiator)initiator)i 过过过过氧氧氧氧化化化化氢氢氢氢HOOHHOOH是是无无机机过过氧氧类类引引发发剂剂中中最最简简单单的的一一种种,但但其其分
14、分解解活活化能较高化能较高Ed=220kJ/mol,分解温度高于,分解温度高于100,很少单独使用。,很少单独使用。i 一般要和还原剂组成氧化一般要和还原剂组成氧化一般要和还原剂组成氧化一般要和还原剂组成氧化-还原引发剂。还原引发剂。还原引发剂。还原引发剂。i 过过硫酸钾和过硫酸铵硫酸钾和过硫酸铵硫酸钾和过硫酸铵硫酸钾和过硫酸铵 i 过硫酸钾的结构式和分解反应式为过硫酸钾的结构式和分解反应式为无机过氧类引发剂溶于水,属于水溶性引发剂无机过氧类引发剂溶于水,属于水溶性引发剂无机过氧类引发剂溶于水,属于水溶性引发剂无机过氧类引发剂溶于水,属于水溶性引发剂 。一般用于乳液聚合和水溶液聚合。一般用于乳
15、液聚合和水溶液聚合。一般用于乳液聚合和水溶液聚合。一般用于乳液聚合和水溶液聚合。2.4 2.4 引发剂引发剂(initiator)(initiator)及其引发作用及其引发作用第十一页,讲稿共三十二页哦aa4.4.氧化氧化氧化氧化-还原引发剂还原引发剂还原引发剂还原引发剂(oxidize-reduction(oxidize-reduction initiatorinitiator)在过氧类引发剂中加上还原剂在过氧类引发剂中加上还原剂,通过氧化通过氧化-还原反应产生自由基。还原反应产生自由基。利利利利用用用用氧氧氧氧化化化化-还还还还原原原原引引引引发发发发剂剂剂剂可可可可降降降降低低低低分分分
16、分解解解解活活活活化化化化能能能能,从从从从而而而而可可可可以以以以使使使使聚聚聚聚合合合合反反反反应应应应在在在在较较较较低低低低的温度下进行,有利于节省能源的温度下进行,有利于节省能源的温度下进行,有利于节省能源的温度下进行,有利于节省能源,可改善聚合物性能。可改善聚合物性能。可改善聚合物性能。可改善聚合物性能。例如例如 Ed=50.7 kJ/mol,分解温度只需,分解温度只需10。Ed=220 kJ/mol,分解温度高于,分解温度高于100。而而Ed=39.4 kJ/mol,分解温度低于,分解温度低于-10。再如:再如:Ed=140.3kJ/mol,分解温度高于,分解温度高于70。而而2
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