Hej tamo! Kao dobavljač BIBP-a (2,5-dimetil-2,5-DI (tert-butilperoksi) heksana), postavljao sam puno pitanja o njegovim reakcijskim mehanizmima u raznim reakcijama. Dakle, mislio sam da ću sjesti i napisati blog post kako bih podijelio neke uvide o ovoj temi.
Prvo, razgovarajmo malo o samom Bibpu. BIBP je organski peroksid, koji je poznat po visokoj reaktivnosti zbog prisutnosti peroksida (-o - o-) veze. Ova je veza relativno slaba, s energijom disocijacije veze koja je znatno niža u usporedbi s tipičnim vezama ugljika - ugljika ili ugljika. Kad je BIBP izložen određenim uvjetima, poput topline, svjetlosti ili prisutnosti katalizatora, veza peroksida može se slomiti homolitički. To znači da svaki atom kisika u -o -o -vezi dobiva jedan od zajedničkih elektrona, tvoreći dva visoko reaktivna slobodna radikala.
Reakcijski mehanizmi u reakcijama polimerizacije
Jedna od najčešćih primjena BIBP -a je u reakcijama polimerizacije. U slobodnoj - radikalnoj polimerizaciji, BIBP djeluje kao inicijator. Kada se zagrijava, molekula BIBP podvrgava se homolitičkom cijepanju peroksidne veze, kao što sam već spomenuo. Na primjer, reakcija može izgledati ovako:
[(CH_3) _3COOC (CH_3) _2CH_2CH_2C (CH_3) _2OO C (CH_3) _3 \ XrightArrow {\ delta} 2 (CH_3) _3CO \ cdot+ \ Text {Ostali fragmenti}]
Ovi tert - butoksi radikali ((ch_3) _3CO \ cdot) su vrlo reaktivni. Oni mogu reagirati s monomernim molekulama, poput vinilnih monomera poput stirena ili etilena. Kad tert - butoksi radikal napadne vinilni monomer, dodaje dvostruku vezu monomera, stvarajući novi radikal na monomeru.
Recimo da koristimo stiren ((c_6h_5ch = ch_2)) kao monomer. Reakcija bi bila:
[(Ch_3) _3CO \ cdot+c_6h_5ch = ch_2 \ desArrow (ch_3) _3co - ch (c_6h_5) - ch_2 \ cdot]
Ovaj novoformirani radikal tada može reagirati s drugim stirenskim monomerom, a postupak se ponavlja. Svaki put kada se novi monomer doda u rastući polimerni lanac, lanac postaje duži. To se naziva korakom širenja reakcije polimerizacije.
Polimerizacija se nastavlja sve dok dva radikala ne reagiraju jedni s drugima. To se može dogoditi na različite načine. Na primjer, dva rastuća polimerna radikala mogu se kombinirati u procesu koji se naziva kombinirani prekid:
[R - CH_2 - CH \ CDOT+ \ CDOT CH - CH_2 - R '\ RACHARDARROW R - CH_2 - CH - CH - CH_2 - R']
Ili jedan radikal može apstrahirati atom vodika iz drugog radikala, koji se naziva prekid nesrazmjernosti.
Reakcijski mehanizmi u križnim reakcijama
BIBP se također široko koristi u reakcijama koje povezuju, posebno za elastomere i termoplastiku. U unakrsnom povezivanju, cilj je formirati kovalentne veze između polimernih lanaca, koje mogu poboljšati mehanička svojstva materijala, poput njegove čvrstoće i otpornosti na toplinu i kemikalije.
Početni korak je isti kao u polimerizaciji. BIBP tvori slobodne radikale nakon zagrijavanja. Ovi slobodni radikali mogu apstrahirati atome vodika iz polimernih lanaca. Pretpostavimo da imamo lanac polietilena (( - ch_2 - ch_2 -) _ n). TERT - butoksi radikal može apstrahirati atom vodika iz lanca polietilena, stvarajući radikal na polimeru:
[(CH_3) _3CO \ CDOT+ - CH_2 - CH_2 - \ RACHARDARROW (CH_3) _3COH+ - CH \ CDOT - CH_2 -]
Jednom kada postoje radikali na različitim polimernim lancima, oni mogu reagirati jedni s drugima kako bi formirali križnu vezu. Na primjer:
[ - ch \ cdot - ch_2 -+ - ch \ cdot - ch_2 - \ decorrow - ch - ch - ch - ch - ch - ch - ch_2 -]
Ovaj postupak povezivanja može značajno promijeniti fizička svojstva polimera. Na primjer, gumeni materijal može postati krutiji i manje je vjerojatan da će se deformirati pod stresom.
Usporedba s drugim organskim peroksidima
Postoje i drugi organski peroksidi koji se također koriste u sličnim reakcijama. Na primjer,PMHP | CAS 80 - 47 - 7 | Paramenthane hidroperoksidiCh | CAS 3006 - 86 - 8 | 1,1 - DI (tert - butilperoksi) cikloheksan.
PMHP ima različitu strukturu u usporedbi s BIBP -om. Ima grupu hidroperoksida (( - OOH)). Reakcijski mehanizam PMHP također započinje s homolitičkim cijepanjem O -O veze, ali rezultirajući radikali su različiti. Hidroperoksidni radikal ((roo \ cdot)) općenito je manje reaktivan od TERT - butoksi radikala iz BIBP -a. To može dovesti do sporije brzine reakcije u nekim slučajevima.
CH, s druge strane, je ciklički peroksid. Također može djelovati kao inicijator u polimerizaciji i reakcijama povezivanja. Slično kao BIBP, on tvori slobodne radikale nakon zagrijavanja. Međutim, način na koji ovi radikali djeluju s monomerima ili polimernim lancima može biti različit zbog cikličke strukture. Radikali iz CH mogu imati različite sterične učinke, što može utjecati na selektivnost reakcija.
Prijave u određenim industrijama
U industriji plastike BIBP se koristi za proizvodnju plastike visokih performansi. Na primjer, u proizvodnji polipropilena, BIBP se može koristiti kao križni veznik za poboljšanje toplinske otpornosti i mehaničke čvrstoće konačnog proizvoda. Povezivanje križa pomaže polipropilenu izdržati veće temperature bez deformiranja, što ga čini prikladnim za aplikacije poput automobilskih dijelova i kućanskih aparata.
U gumenoj industriji BIBP se koristi za vulkanizaciju gume. Vulkanizacija je vrsta unakrsnog povezivanja koji guma daje njegovu elastičnost i izdržljivost. Korištenjem BIBP -a, guma se može učinkovitije vulkanizirati, a rezultirajući gumeni proizvodi imaju bolju otpornost na habanje.
Još jedan primjer: reakcija s101 - 45 - PS
Recimo da imamo reakciju između bibp -a i spoja poput101 - 45 - PS. Ako 101 - 45 - PS ima reaktivna mjesta, poput dvostrukih veza ili atoma vodika koji se mogu apstrahirati, slobodni radikali iz BIBP -a mogu reagirati s njim.
Ako 101 - 45 - PS ima dvostruku vezu, tert - notoksi radikal iz BIBP -a može dodati dvostruku vezu, slično reakciji polimerizacije s vinilnim monomerima. Ako ima atome vodika koji se mogu apstrahirati, TERT - notoksi radikal može to učiniti, stvarajući radikal na molekuli 101 - 45 - PS, koji tada može sudjelovati u daljnjim reakcijama.
Čimbenici koji utječu na reakcijske mehanizme
Postoji nekoliko čimbenika koji mogu utjecati na reakcijske mehanizme BIBP -a. Temperatura je glavna. Veće temperature povećavaju brzinu homolitičkog cijepanja peroksidne veze u BIBP. Međutim, ako je temperatura previsoka, mogu se pojaviti nuspojave, poput raspadanja radikala ili razgradnje polimera.
Prisutnost nečistoća ili inhibitora također može imati utjecaj. Nečistoće mogu reagirati sa slobodnim radikalima, smanjujući njihovu koncentraciju i usporavajući reakciju. Inhibitori su tvari koje se posebno dodaju kako bi se spriječilo ili usporilo reakciju. Oni djeluju reagirajući sa slobodnim radikalima, pretvarajući ih u manje reaktivne vrste.
Zaključak
Dakle, kao što vidite, BIBP ima nekoliko zaista zanimljivih reakcijskih mehanizama u raznim reakcijama, posebno u polimerizaciji i povezivanju. Njegova sposobnost formiranja slobodnih radikala čini ga svestranim inicijatorom i križnim vezom u industriji plastike i gume.
Ako se bavite polimerima, plastikom ili gumom i tražite pouzdan izvor BIBP -a, tu sam da pomognem. Bilo da trebate razumjeti više o njegovim mehanizmima reakcije za vašu specifičnu primjenu ili ste spremni naručiti, slobodno se obratite. Mogu vam pružiti visoku kvalitetu BIBP -a i također ponuditi tehničku podršku kako biste osigurali da postignete najbolje rezultate u svojim reakcijama. Započnimo razgovor i vidimo kako Bibp može imati koristi od vašeg poslovanja!
Reference
- Odian, G. Načela polimerizacije. John Wiley & Sons, 2004.
- Sheldon, RA, Kochi, JK metal - katalizirane oksidacije organskih spojeva. Academic Press, 1981.
- McMurry, J. Organska kemija. Cengage Learning, 2012.