阻聚剂是一种工业助剂,用于防止聚合作用的进行。它通过与链自由基反应,形成非自由基物质或低活性自由基,从而终止聚合反应。阻聚剂可以完全终止烯类单体的自由基聚合反应。
阻聚剂能够防止聚合作用的进行,使聚合过程中产生诱导期。诱导期的长短与阻聚剂的含量成正比。当阻聚剂消耗完后,诱导期结束,聚合反应按照无阻聚剂存在时的正常速度进行。为了避免烯类单体在贮藏、运输等过程中发生聚合,常向单体中加入少量阻聚剂。
阻聚剂可以分为酚类阻聚剂、醌类阻聚剂、芳烃硝基化合物阻聚剂、无机化合物阻聚剂和氧气等。
多元酚及取代酚是一类应用广泛、效果较好的阻聚剂。它们在单体中溶解有氧时才显示阻聚效果。酚类被氧化成相应的醌与链的自由基结合,起到阻聚作用。酚类阻聚剂存在下,过氧化自由基很快终止,确保单体中有足够的氧,延长阻聚期。
醌类阻聚剂是常用的分子型阻聚剂,用量较少即可达到预期的阻聚效果。不同的单体对醌类阻聚剂的效果有所差异。醌类的阻聚机理尚不完全清楚,可能是醌与自由基进行加成或歧化反应,生成醌型或半醌型自由基,再与活性自由基结合,得到没有活性的产物,起到阻聚作用。
芳烃硝基化合物的阻聚效果不如酚类,只适用于某些单体。硝基苯通过与自由基生成稳定的氮氧自由基而起到阻聚作用。
无机盐通过电荷转移起到阻聚作用。氯化铁是一种高效的阻聚剂,能够按化学剂量1:1消除自由基。硫酸钠、硫化钠、硫氰酸铵可以用作水相阻聚剂。
氧气在低温下起到阻聚作用,能与交联剂的自由基和大分子链自由基反应生成较无活性的过氧化自由基,从而阻止共聚合反应的进行。然而,在高温下,氧气与自由基生成的过氧化物自由基能够分解成活性自由基,引发聚合反应。氧气在单体中的溶解度达到一定程度时,具有强烈的阻聚作用。
以上是阻聚剂的作用、机理和种类的简要介绍。