引发剂（容易受热分解成自由基的化合物）
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更新时间：2023-05-23
引发剂
容易受热分解成自由基的化合物
基本信息
| 中文名 | 引发剂 |
| 外文名 | initiator |
| 性质 | |
| 别名 | 自由基引发剂 |
简介
分类
1、有机过氧化物引发剂
有机过氧化合物的结构通式为R—O—O—H或R—O—O—R,R为烷基、酰基、碳酸酯基等。.
有机过氧化合物分为如下6类
(5)酮类过氧化物(过氧化甲乙酮、过氧化环己酮)。
2、无机过氧化物引发剂
3、偶氮类引发剂
偶氮类引发剂有偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈，属低活性引发剂。常用的为偶氮二异丁腈，使用温度范围50～65℃，分解均匀，只形成一种自由基，无其他副反应。比较稳定，纯粹状态可安全储存，但在80～90℃也急剧分解。其缺点是分解速率较低，形成的异丁腈自由基缺乏脱氢能力，故不能用作接枝聚合的引发剂。
偶氮二异庚腈活性较大，引发效率高，可以取代偶氮二异丁腈。而偶氮二异丁酸二甲酯(AIBME)引发活性适中，聚合反应易控，聚合过程无残渣，产品转化率高，分解产物无害，是偶氮二异丁腈(AIBN)的最佳替代品。
4、氧化还原引发剂
过氧化物引发剂和偶氮类引发剂分解温度较高(50～100℃)，限制了在低温聚合反应的应用。氧化还原引发体系是利用氧化剂和还原剂之间的电子转移所生成的自由基引发聚合反应。因此氧化还原引发剂较之热分解引发剂具有可以在较低温度(0～50℃)下引发聚合反应，其优点可以提高反应速率，降低能耗。可构成氧化还原体系的有过氧化苯甲酰/蔗糖、叔丁基过氧化氢/雕白块、叔丁基过氧化氢/焦亚硫酸钠、过氧化苯甲酰/N，N-二甲基苯胺。过硫酸铵/亚硫酸氢钠、过硫酸钾/亚硫酸氢钠、过氧化氢/酒石酸、过氧化氢/吊白块、过硫酸铵/硫酸亚铁、过氧化氢/硫酸亚铁、过氧化苯甲酰//N，N-二乙基苯胺、过氧化苯甲酰/焦磷酸亚铁、过硫酸钾/硝酸银、过硫酸盐/硫醇、异丙苯过氧化氢/氯化亚铁、过硫酸钾/氯化亚铁、过氧化氢/氯化亚铁、异丙苯过氧化氢/四乙烯亚胺等。其中叔丁基过氧化氢/焦亚硫酸钠反应速度最为适宜。
特性参数
(1)分解速率常数
在一定的温度下，单体聚合速度在很大程度上取决于引发剂的分解速率Rd，其与引发剂浓度[I]一次方成正比，醋酸乙酯可显著促进过硫酸酸盐的分解反应，其分解速率常数在80℃时由0.248h-1增加至2.08h-1。甲醇对过硫酸盐的分解也有很大影响，当甲醇浓度为1mol/L时，其分解速率会增大25倍。乳化剂十二烷基硫酸钠对过硫酸盐的分解也有明显促进作用。
(2)活性氧含量
活性氧含量也称有效氧含量，表示一定质量的过氧化物分解后产生的自由基数量。
(3)临界温度
即指过氧化物受热分解产生自由基时的最低温度。临界温度与分解温度稍有区别，分解温度是过氧化物的半衰期为10h(或1min)时的温度。作为引发剂的过氧化物临界温度大都在60～130℃，若低于60℃，则室温很不稳定，不宜用作引发剂。
(4)半衰期
半衰期是指在一定的温度下，引发剂分解至起始浓度一半时所需的时间，用于衡量引发剂活性或反应速率的大小，例如当60℃时，通常将引发剂在某种溶剂(苯或甲苯)中半衰期10h的分解温度称为引发剂的分解温度。
(5)活化能
活化能Ed是决定引发剂分解速率的一个重要因素，可由Arrhenius经验公式求得。活化能大，引发剂不易分解，但较稳定；活化能小，容易分解产生自由基。
引发剂的分解速率常数、半衰期、分解活化能可作为选择引发剂、聚合温度和生产周期的依据。
选择与使用
不同的聚合方法，不同的工艺条件，不同的产品用途，应当选择不同的引发剂。
(2)根据聚合反应温度选择活化能和半衰期适当的引发剂，例如高温(>100℃)，活化能138～183kJ/mol的引发剂有异丙苯过氧化氢、叔丁基过氧化氢、过氧化二叔丁基；中温(30～100℃)，活化能110～138kJ/mol的引发剂有过氧化苯甲酰、过氧化月桂酰、偶氮二异丁腈、过硫酸盐；低温(-10～30℃)，活化能63～110kJ/mol的引发剂有异丙苯过氧化氢/氯化亚铁、过氧化苯甲酰/N，N-二甲基苯胺。一般应选择半衰期与聚合时间同数量级或相当的引发剂。
(3)尽量采用氧化还原引发剂。
(4)所选用的引发剂不应对聚合物的质量和性能有不良影响。
(5)引发剂的用量要适宜，不可过多过少，多则反应速度太快，难以控制；少则不易引发，反应不能正常进行，影响聚合物性能。用量一般为单体量的0.12%～0.7%，采用两种以上的引发剂复配，可以调整半衰期，效果更好。
(6)储存稳定，安全可靠。
(7)无毒，不危害健康，不对环境产生负面影响。
(8)来源确保，价格适宜。
