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阻聚劑（防止聚合作用進(jìn)行的工業(yè)助劑）

次瀏覽 | 更新時(shí)間：2023-05-23

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阻聚劑

防止聚合作用進(jìn)行的工業(yè)助劑

阻聚劑是一種工業(yè)助劑，通常用于防止聚合作用的進(jìn)行。阻聚劑分子與鏈自由基反應，形成非自由基物質(zhì)或不能引發(fā)的低活性自由基，從而使聚合終止。

基本信息

中文名	阻聚劑
外文名	polymerization inhibitor
原理	阻聚劑分子與鏈自由基反應
目的	使聚合終止
定義	自由基聚合反應完全終止的物質(zhì)

作用

單體在貯存、運輸中常加入阻聚劑以防止聚合

阻聚劑可以防止聚合作用的進(jìn)行，在聚合過(guò)程

中產(chǎn)生誘導期（即聚合速度為零的一段時(shí)間），誘導期的長(cháng)短與阻聚劑含量成正比，阻聚劑消耗完后，誘導期結束，即按無(wú)阻聚劑存在時(shí)的正常速度進(jìn)行。

類(lèi)別

按溫度分

①活性為固定的阻聚劑在正常貯存及固化溫度范圍內，始終與自

由基很快反應，在反應中本身消耗而形成誘導期，消耗時(shí)形成的阻聚劑不再具有活性，如對苯二酚等。②熱敏性阻聚劑在正常貯存溫度下是阻聚劑，加熱時(shí)分解，變成無(wú)效，如叔丁基鄰苯二酚等。③雙重性阻聚劑在較低溫度下起阻聚作用，高溫下反應而起促進(jìn)作用，如氧、有機銅鹽、季胺鹽、硫磺等。

按原理分

阻聚劑對穩定性的影響

①無(wú)氧存在時(shí) 在苯醌無(wú)氧存在時(shí)，直接與游離基反應形成一種半醌中間體，然后再與另一個(gè)游離基反應而形成穩定的化合物。②有氧存在時(shí) 對苯二酚及其衍生物在氧的存在下，游離基與氧反應形成過(guò)氧游離基，過(guò)氧游離基與對苯二酚反應形成游離基復合物，復合物再與另一個(gè)過(guò)氧游離基反應形成穩定的化合

物。

按組成分

①獨效型只需一種阻聚劑就能起阻聚效果。如對苯二酚、對苯醌等。②復合型即兩種以上的阻聚劑聯(lián)用。工藝上為達到保證樹(shù)脂、預浸料在室溫下貯存穩定性，達到既可調節使之有一定的適用期，又不影響制品的最終固化速度，采用復合型阻聚劑。如采用對苯二酚和叔丁基鄰苯二酚及微量的銅鹽實(shí)現上述效果。

比較

阻聚劑對聚合的影響

對苯二酚HQ，又名氫醌：最常用，價(jià)格低。常溫效果較好，加溫固化效果較差

對苯醌PBQ：在缺氧條件下仍可發(fā)揮作用，適用于氮氣或其它惰性氣體保護的醚化過(guò)程顏色黃，對樹(shù)脂顏色有影響

甲基氫醌THQ：效果好，用于高活性不飽和聚酯樹(shù)脂生產(chǎn)，常用于膠衣樹(shù)脂、SMC樹(shù)脂。本品溶解性好，高溫阻聚效果好

對羥基苯甲醚HQMME：可賦予樹(shù)脂良好的貯存穩定性，并且不會(huì )延緩和影響樹(shù)脂使用時(shí)的膠凝時(shí)間。本品在有機溶劑中的溶解性最好，產(chǎn)品顏色最淺。

2-叔丁基對苯二酚MTBHQ：既是不飽和聚酯樹(shù)脂有效的

貯存穩定劑，也是高活性樹(shù)脂的穩定劑。其功能最全面，可以在很寬的溫度范圍內發(fā)揮良好效果。且在升溫時(shí)僅對樹(shù)脂的固化產(chǎn)生輕微的延長(cháng)。本品常常與其它阻聚劑合用。

2，5-二叔丁基對苯二酚2，5-DTBHQ：可以在長(cháng)時(shí)間里與自由基

緩慢反應，消滅樹(shù)脂貯存中產(chǎn)生的自由基。在提高樹(shù)脂貯存穩定性的同時(shí)對膠化時(shí)間影響最小。

定義

能使烯類(lèi)單體的自由基聚合反應完全終止的物質(zhì)。這阻聚劑種作用稱(chēng)阻聚。

為了避免烯類(lèi)單體在貯藏、運輸等過(guò)程中發(fā)生聚合，單體中往往加入少量阻聚劑，在使用前再將它除去。一般，阻聚劑為固體物質(zhì)，揮發(fā)性小，在蒸餾單體時(shí)即可將它除去。常用的阻聚劑對苯二酚能與氫氧化鈉反應生成可溶于水的鈉鹽,所以可用5%～10%的氫氧化鈉溶液洗滌除去。氯化亞銅和三氯化鐵等無(wú)機阻聚劑也可用堿洗除去。

阻聚機理

根據抑制聚合反應的作用，將能終止每個(gè)自由基而使聚合反應停止，直到它們完全耗盡的物質(zhì)稱(chēng)為阻聚劑或抑制劑;而只能使自由基活性減弱，減慢聚合反應速度，但不能終止反應的物質(zhì)稱(chēng)為阻滯劑。

(1)酚類(lèi)阻聚劑。多元酚及取代酚是一類(lèi)應用廣泛、效果較好的阻聚劑，但必須在單體中溶解有氧時(shí)才顯示阻聚效果。其阻聚機理是酚類(lèi)被氧化成相應的醌與鏈的自由基結合而起阻聚作用。在酚類(lèi)阻聚劑存在下，使過(guò)氧化自由基很快終止，確保在單體中有足夠量氧，可以延長(cháng)阻聚期。

(2)醌類(lèi)阻聚劑。醌類(lèi)阻聚劑是常用的分子型阻聚劑，用量0.01%～0.1%便能達到預期的阻聚效果;但對不同的單體阻聚效果有異.對皋醌是苯乙烯、醋酸乙烯有效的阻聚劑，但對丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸甲酯僅起緩聚作用;醌類(lèi)的阻聚機理尚不完全清楚，可能是醌與自由基進(jìn)行加成或歧化反應，生成醌型或半醌型自由基，再與活性自由基結合，得到?jīng)]有活性的產(chǎn)物，起到阻聚作用。每一分子對苯醌能終止的自由基數大于1，甚至達到2。將四氯苯醌、l，4-萘醌等加入到含苯乙烯的不飽和聚酯樹(shù)脂中能起到良好的阻聚作用，提高儲存穩定性。四氯苯醌是醋酸乙烯的有效阻聚劑，但對丙烯腈無(wú)阻聚效果。

(3)芳烴硝基化合物阻聚劑。芳烴硝基化合物的阻聚效果不如酚類(lèi)，只用于醋酸乙烯、異戊二烯、丁二烯、苯乙烯，但對丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯類(lèi)沒(méi)有阻聚作用：硝基苯通過(guò)與自由基生成穩定的氮氧自由基而起阻聚作用。

(4)無(wú)機化合物阻聚劑。無(wú)機鹽是通過(guò)電荷轉移而起阻聚作用，氯化鐵阻聚效率高，并能按化學(xué)劑量1：1消滅自由基。硫酸鈉、硫化鈉、硫氰酸銨能用作水相阻聚劑。

(5)氧氣的阻聚作用。分子氧有兩個(gè)未配對的電子，常被視為雙自由基，能起阻聚和引發(fā)雙重作用，低溫時(shí)則起阻聚作用。氧能與交聯(lián)劑的自由基和大分子鏈自由基反應生成較無(wú)活性的過(guò)氧化自由基，在室溫或稍高溫度下都不能引發(fā)共聚合反應。這種氧的阻聚作用使不飽和聚酯樹(shù)脂與空氣接觸的表面固化不完全而發(fā)黏。但在高溫時(shí)氧與自由基生成的過(guò)氧化物自由基能分解成活性自由基，從而引發(fā)聚合反應。當氧在單體中的溶解度達10-3mol/L時(shí)，就有強烈的阻聚作用。包裝厭氧膠的容器不能裝滿(mǎn)就是保證有足夠量的氧氣，阻聚而穩定儲存。在聚合反應過(guò)程中通惰性氣體則是防止氧的阻聚作用。

選擇方法

選擇阻聚劑主要是要求有較高阻聚效率，還應考慮它在單體中的溶解度，與單體的適應性，能夠容易用蒸餾或化學(xué)方法將阻聚劑從單體中除去。最好是選擇能在室溫下起阻聚作用，而在反應溫度時(shí)又能迅速分解的阻聚劑，這樣可以不必從單體中脫除，減少麻煩，又保證聚合反應順利進(jìn)行。

(1)與單體和樹(shù)脂混溶性好，只有混溶方能起到阻聚作用。

(2)能有效地阻止聚合反應的發(fā)生，使單體、樹(shù)脂、乳液或膠黏劑有足夠的儲存期。

(3)單體中的阻聚劑容易除去或不影響聚合活性。最好選擇室溫下是有效的阻聚劑，而在適當高的溫度失去阻聚作用，這樣就可在使用前不必脫除阻聚劑。例如叔丁基鄰苯二酚、對苯酚單丁醚便是此種類(lèi)型阻聚劑。

(4)不影響膠黏劑和密封劑固化物的物理力學(xué)性能。阻聚劑在制備膠黏劑過(guò)程中能因高溫氧化變色而影響產(chǎn)品外觀(guān)。

(5)幾種阻聚劑配合使用，可以明顯提高阻聚效果。例如不飽和聚酯樹(shù)脂之中加入對苯二酚、叔丁基鄰苯二酚和環(huán)烷酸銅3種阻聚劑，對苯二酚活性最強，在與苯乙烯和聚酯混溶時(shí)可耐高溫130℃左右，在1min內不起共聚作用，可以安全混合稀釋。叔丁基鄰苯二酚在高溫下阻聚效果很差，但在稍低溫度(例如60℃時(shí))，其阻聚效果比對苯二酚高25倍，可有較長(cháng)的儲存期。環(huán)烷酸銅在室溫下起阻聚作用，而高溫時(shí)又有促進(jìn)作用：又如，在氧存在下。對叔丁基鄰苯二酚和吩噻嗪、對苯二酚和二苯胺混合使用，其阻聚效果比任一種單獨使用高約300倍。

(6)阻聚劑用量適當為宜，多則有害無(wú)益.例如碘用量為10-4mol/L時(shí)，是有效的阻聚劑，但超過(guò)此量卻會(huì )引發(fā)聚合反應。碘一般不單獨使用，需加入少量碘化鉀，增加溶解度，提高阻聚效率。

(7)無(wú)毒，無(wú)害，無(wú)環(huán)境污染。

(8)性能穩定，價(jià)廉易得。

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