Shaanxi BLOOM Tech Co., Ltd. is een van de meest ervaren fabrikanten en leveranciers van 2,2'-azobis(2-methylpropionitril) cas 78-67-1 in China. Welkom bij groothandel bulk hoogwaardige 2,2'-azobis (2-methylpropionitril) cas 78-67-1 te koop hier vanuit onze fabriek. Goede service en een redelijke prijs zijn beschikbaar.
Als we uit elkaar gaan2,2'-Azobis(2-methylpropionitril)(AIBN) Vanuit zijn bekende rol als 'generator van vrije radicalen' kunnen we zijn duistere essentie als precieze chemische klok en microkosmische tijd-ruimtevormer blootleggen. De thermische ontbinding ervan is geen eenvoudige verbreking van chemische bindingen, maar eerder een quasi-synchronisch zelf-vernietigingsritueel, gecodeerd door de strikte geometrische structuur van de moleculen: twee grote isobutyronitrilgroepen dwingen, als tegengewichten, het molecuul een specifieke conformatie aan te nemen, waardoor het verbreken van twee C-N-bindingen en het ontsnappen van stikstofgasmoleculen op een zeer gecoördineerde manier in tijd en ruimte plaatsvindt. Dit interne 'timing'-mechanisme geeft AIBN een vrijwel kwantitatieve efficiëntie en een voorspelbare ontbindingssnelheid, waardoor het een betrouwbare veer wordt die de polymerisatiereactie ertoe aanzet gestaag langs de tijdas vooruit te gaan. Meer diepgaand laat dit ontledingsproces niet alleen een afdruk achter in de temporele dimensie, maar voert het ook een geheime gravering uit in de ruimtelijke dimensie - de stikstofgasbellen die worden gegenereerd op het moment van ontbinding, op nanoschaal, worden een tijdelijk 'negatieve ruimte'-sjabloon. Bij polymeergelering of microsfeersynthese vormen deze belletjes, nauwkeurig gecontroleerd door de levenscyclus van AIBN, direct de topologische vorm van de poreuze structuur van het uiteindelijke materiaal. Daarom is AIBN niet slechts een startpunt voor een reactie; het is ook een miniatuurmotor die thermische energie omzet in een vooraf bepaalde temporele orde, en in stilte de uiteindelijke structuur van het materiaal in het microscopische universum definieert door het precieze ritme van zelfvernietiging en de gegenereerde tijdelijke ruimteholten.
|
Chemische formule |
C8H12N4 |
|
Exacte massa |
164 |
|
Moleculair gewicht |
164 |
|
m/z |
164 (100.0%), 165 (8.7%), 165 (1.1%) |
|
Elementaire analyse |
C, 58.51; H, 7.37; N, 34.12 |
|
|
|
2,2'-Azobis(2-methylpropionitril), afgekort als AIBN, is een organische verbinding met de chemische formule C ₈ H ₁ ₂ N ₄. Het is een wit kristallijn poeder dat onoplosbaar is in water, maar oplosbaar in verschillende organische oplosmiddelen zoals ethanol, ether, tolueen en methanol. De kerntoepassingen van AIBN kunnen worden samengevat in de volgende drie gebieden:
Vrije radicaalpolymerisatie-initiator: de hoeksteen van de chemische industrie
Vrije radicaalpolymerisatie is een van de belangrijkste soorten polymerisatiereacties in de chemische industrie, en de producten ervan omvatten kernmaterialen zoals kunststoffen, rubber, vezels, coatings, enz., die de werking van de mondiale productie-industrie ondersteunen. Als de "ontsteker" van vrije radicaalpolymerisatie bepaalt de prestatie van de initiator rechtstreeks de efficiëntie van de polymerisatiereactie, de molecuulgewichtsverdeling van de producten en de uiteindelijke materiaaleigenschappen. Onder de vele initiatiefnemers is AIBN een onmisbare ‘hoeksteen’-initiatiefnemer in de chemische industrie geworden vanwege zijn unieke ontbindingseigenschappen en brede toepasbaarheid.
Polyvinylchloride is een van 's werelds grootste kunststoffen voor algemene{0}} doeleinden en wordt veel gebruikt in sectoren als de bouw, verpakking en elektronica. AIBN is een klassieke initiator voor PVC-suspensiepolymerisatie, doorgaans gebruikt in een hoeveelheid van 0,04% -0,2% van de monomeermassa. Bij PVC-synthese wordt de ontledingstemperatuur van AIBN (64 graden) afgestemd op de polymerisatietemperatuur van vinylchloridemonomeer (50-60 graden) door oplosmiddeleffect: door de pH-waarde van de waterige fase en de concentratie van dispergeermiddelen aan te passen, wordt het polymerisatiesysteem in een stabiele suspensietoestand gehouden bij de AIBN-ontledingstemperatuur, waardoor PVC-hars wordt gegenereerd met een uniforme deeltjesgrootte (100-200 μm) en matige porositeit.
Bereiding van acrylonitril-butadieen-styreen (ABS)-copolymeer
ABS is een technische kunststof die taaiheid, hardheid en hittebestendigheid combineert en veel wordt gebruikt in sectoren als auto's, elektronica en huishoudelijke apparaten. Bij de lotionpolymerisatie van ABS wordt AIBN gebruikt als de primaire initiator in combinatie met redox-initiatoren zoals kaliumpersulfaat (KPS) om "controle in twee- fasen" van de polymerisatiereactie te bereiken:
Lage temperatuurfase (40-50 graden): AIBN ontleedt en produceert vrije radicalen, wat de copolymerisatie van styreen en acrylonitril teweegbrengt om harde segmenten te vormen;
Stadium op hoge temperatuur (60-70 graden): KPS ontleedt en produceert sulfaatradicalen, die de polymerisatie van butadieen initiëren en zachte segmenten vormen.
Door de doseringsverhouding van AIBN tot KPS aan te passen (meestal 1:0,5-1:2), kan de verhouding tussen harde en zachte segmenten in ABS nauwkeurig worden gecontroleerd, waardoor de slagsterkte, trekmodulus en thermische vervormingstemperatuur van het materiaal worden aangepast.
Acrylpolymeren (zoals polymethylmethacrylaat, PMMA) worden veel gebruikt op het gebied van optische lenzen, reclameborden en coatings vanwege hun uitstekende optische transparantie en weersbestendigheid. AIBN is een veelgebruikte initiator voor de polymerisatie van acrylmonomeren en de voordelen ervan liggen in:
Laag restmonomeer: Het stikstofgas (N₂) dat wordt gegenereerd door de ontleding van AIBN kan de omzetting van monomeren in polymeren bevorderen, waardoor het restmonomeergehalte wordt verlaagd tot minder dan 0,1%;
Smalle molecuulgewichtsverdeling: het enkelvoudige radicaalontledingsmechanisme van AIBN vermindert kettingoverdrachtsreacties, waardoor de molecuulgewichtsverdelingsindex (PDI) van PMMA kan worden geregeld tussen 1,8-2,2, aanzienlijk beter dan peroxide-initiatoren (PDI=3.0-4.0);
Controleerbare polymerisatiegraad: Door de hoeveelheid AIBN aan te passen (meestal 0,1% -0,5% van de monomeermassa), kan een nauwkeurige controle van het molecuulgewicht van PMMA van 10 ⁴ tot 10 ⁶ g/mol worden bereikt.
The preparation of high molecular weight polymers is difficult due to the rapid decomposition rate of traditional initiators such as benzoyl peroxide (BPO), which can lead to uncontrolled polymerization reactions and make it difficult to prepare high molecular weight polymers. The low activity of AIBN makes it an ideal choice for preparing ultra-high molecular weight polymers (UHMWPE, molecular weight>10 ⁶ g/mol). Bij de slurrypolymerisatie van UHMWPE bereikt AIBN een doorbraak in molecuulgewicht via het volgende mechanisme: AIBN heeft een halfwaardetijd van 10 uur bij 60 graden, waardoor de polymerisatiereactie meerdere dagen kan duren en de ketengroeitijd aanzienlijk wordt verlengd;
Lage ketenoverdrachtsconstante: De ketenoverdrachtsconstante (C ₜ) van AIBN is slechts 0,01, veel lager dan die van BPO (C ₜ=0.1), waardoor kettingbeëindigingsreacties worden verminderd;
Stikstofbescherming: De N₂ die wordt geproduceerd door de ontleding van AIBN kan zuurstof isoleren, oxidatieve afbraakreacties remmen en de integriteit van polymeerketens garanderen.
Directionele synthese van blokcopolymeren
De synthese van blokcopolymeren (zoals thermoplastische SBS-elastomeren) vereist een nauwkeurige verbinding van segmenten via het "actieve polymerisatie" -mechanisme. Hoewel AIBN een traditionele initiator is, kan directionele synthese van blokcopolymeren worden bereikt door het te combineren met atoomoverdrachtsradicaalpolymerisatie (ATRP) of reversibele additie-splitsingsketenoverdrachtstechnieken (RAFT). Bijvoorbeeld:
ATRP-AIBN-combinatie: gebruik van AIBN als initiële initiator om primaire vrije radicalen te genereren; Vervolgens werd gecontroleerde groei en beëindiging van ketensegmenten bereikt door middel van koperligandkatalyse, resulterend in de synthese van blokcopolymeren van het AB-type;
RAFT-AIBN-combinatie: met behulp van AIBN als thermische initiator wordt de ketenoverdrachtsreactie gereguleerd door thiocarbonylverbindingen (RAFT-reagens) om opeenvolgende toevoeging van ketensegmenten te bereiken en triblokcopolymeren van het ABC-type te synthetiseren.
AIBN kan ook functionele modificatie van polymeren bewerkstelligen door middel van "door vrije radicalen gemedieerde entreacties". Bijvoorbeeld:
Modificatie van het polymeeroppervlak: met behulp van AIBN als initiator wordt acrylzuur (AA) geënt op het oppervlak van polyethyleen (PE), waardoor carboxylgroepen (- COOH) kunnen worden geïntroduceerd en de hydrofiliciteit en biocompatibiliteit van het materiaal aanzienlijk kunnen worden verbeterd;
Modificatie van de hoofdketen van polymeren: AIBN wordt gebruikt als initiator om nitro- (- NO ₂) of amino- (- NH ₂) groepen op de hoofdketen van polystyreen (PS) te introduceren, wat de elektronische structuur en optische eigenschappen van het materiaal kan reguleren;
Verknoping van polymeren: met behulp van AIBN als initiator kan een drie-dimensionale netwerkstructuur van verknoopte polymeren worden bereid door de verknopingsreactie van dieenmonomeren (zoals divinylbenzeen, DVB), waardoor de hittebestendigheid en chemische stabiliteit van het materiaal aanzienlijk worden verbeterd.
Analyse van de stabiliteit en veiligheid van2,2'-Azobis(2-methylpropionitril)
Belangrijkste grondstoffen
Aceton: Als een van de belangrijkste grondstoffen voor de synthese2,2'-Azobis(2-methylpropionitril), het vormt de basis van het koolstofskelet.
Hydrazinehydraat: Neemt deel aan de reactie om tussenproducten te genereren en levert stikstofbronnen voor de vorming van de azogroep.
Natriumcyanide of waterstofcyanide: introduceert de cyanidegroep, de belangrijkste grondstof voor de vorming van de -(CH₂)₂-C-CN-structuur in het AIBN-molecuul.
Vloeibaar chloor of natriumhypochloriet: gebruikt in de oxidatiefase, voor het omzetten van de tussenproducten in het doelproduct.
Kernreactiestappen
Condensatie reactie
Aceton reageert met hydrazinehydraat bij 55-60 graden gedurende 5 uur om het diisobutylnitrilhydrazide-tussenproduct te genereren.
De temperatuur en tijd moeten strikt worden gecontroleerd om de vorming van bijproducten te voorkomen.
Oxidatie reactie
Diisobutylnitrilhydrazide reageert met vloeibaar chloor of natriumhypochloriet bij lage temperaturen (meestal onder de 20 graden), en dehydrogeneert om AIBN te vormen.
Het oxidatie-eindpunt moet nauwkeurig worden gecontroleerd door middel van chemische analyse om een stabiele productkwaliteit te garanderen.
Na-behandeling
Het reactiemengsel wordt gescheiden, gewassen en gedroogd om het ruwe product te verkrijgen.
Het ruwe product moet verder worden gezuiverd door herkristallisatie (bijvoorbeeld met behulp van methanol in een verhouding van 1:12) om een smeltpunt van standaard 102-104 graden te bereiken.
Belangrijke procesparameters
Temperatuurregeling
Condensatiereactietemperatuur: 55-60 graden
Oxidatiereactietemperatuur: lager dan 20 graden (chlooroxidatiemethode) of bij kamertemperatuur (hydroperoxideoxidatiemethode)
Ontledingstemperatuur: AIBN begint te ontleden bij 64 graden en ontleedt snel bij 100 graden. Temperatuurbeheersing tijdens productie en opslag is strikt noodzakelijk.
Materiaal verhouding
De molaire verhouding van aceton, hydrazinehydraat en cyanide moet nauwkeurig worden berekend. De gebruikelijke verhouding is HCN:aceton:hydrazine=1L:1,5036kg:0,415kg.
De hoeveelheid chloorgas die in de oxidatiefase wordt gebruikt, moet dynamisch worden aangepast aan de inhoud van het tussenproduct, om overmatig verbruik en corrosie van de apparatuur te voorkomen.
Reactietijd
Condensatiereactie: 5 uur
Oxidatiereactie: De tijd varieert van enkele uren tot enkele tientallen uren, afhankelijk van de oxidatiemethode.
Herkristallisatie: Het mengsel moet volledig worden opgelost en langzaam worden afgekoeld om de zuiverheid van de kristallen te garanderen.
Geavanceerde productietechnologie
Hydroperoxide-oxidatiemethode:
Vervangt traditionele chlooroxidatie, waardoor het chloorverbruik en de uitlaatemissies worden verminderd.
De reactieomstandigheden zijn mild, waardoor het gemakkelijker wordt om het oxidatie-eindpunt te controleren en een stabiele productkwaliteit te garanderen.
Recyclage van afvalmateriaal:
Het afvalzuur en het afvalwater uit het productieproces kunnen worden gerecycled en hergebruikt, waardoor de milieuvervuiling wordt verminderd.
De chloride-ionen in het afvalzuur kunnen bijvoorbeeld worden teruggewonnen om waterstofchloride te bereiden, waardoor een gesloten kringloop van hulpbronnen wordt bereikt.
Uitrusting en veiligheidseisen
Apparatuurvereisten:
Het reactievat moet corrosiebestendig en drukbestendig zijn en uitgerust zijn met automatische temperatuur- en drukregelsystemen.
De oxidatiereactor moet een explosiebestendig-ontwerp hebben om een veilige werking te garanderen.
Veiligheidsmaatregelen:
De productieruimte moet goed geventileerd zijn om lekkage van cyanide te voorkomen.
Operators moeten beschermende kleding, gasmaskers en andere persoonlijke beschermingsmiddelen dragen.
De opslagruimte moet uit de buurt zijn van vuurbronnen en warmtebronnen, met een opslagtemperatuur van maximaal 30 graden en een relatieve vochtigheid van maximaal 80%.
Kwaliteitscontrole en testen
Zuiverheid testen
De zuiverheid van AIBN wordt getest met behulp van gaschromatografie (GC) of hoge- vloeistofchromatografie (HPLC), met een standaardvereiste van groter dan of gelijk aan 99%.
Smeltpuntbepaling: Het smeltpuntbereik moet binnen 102-104 graden worden geregeld om een consistente kristalstructuur te garanderen.
Controle van onzuiverheden
Controleer strikt het gehalte aan zware metalen, vocht, enz. om te voorkomen dat het effect van de polymerisatiereactie wordt beïnvloed.
Zo moet het vochtgehalte onder de 0,1% liggen om te voorkomen dat AIBN voortijdig afbreekt.
Populaire tags: 2,2'-azobis(2-methylpropionitril) cas 78-67-1, leveranciers, fabrikanten, fabriek, groothandel, kopen, prijs, bulk, te koop