Shaanxi BLOOM Tech Co., Ltd. là một trong những nhà sản xuất và cung cấp giàu kinh nghiệm nhất về 2,2'-azobis(2-methylpropionitrile) cas 78-67-1 ở Trung Quốc. Chào mừng bạn đến với bán buôn số lượng lớn 2,2'-azobis(2-methylpropionitrile) cas 78-67-1 chất lượng cao được bán tại đây từ nhà máy của chúng tôi. Dịch vụ tốt và giá cả hợp lý có sẵn.
Nếu chúng ta tách ra2,2'-Azobis(2-metylpropionitrile)(AIBN) từ vai trò-nổi tiếng là "máy tạo gốc tự do", chúng ta có thể khám phá bản chất khó hiểu của nó như một chiếc đồng hồ hóa học chính xác và công cụ định hình không gian-vi mô của vũ trụ. Sự phân hủy nhiệt của nó không phải là sự phá vỡ liên kết hóa học đơn giản mà là một nghi thức gần như{3}}tự hủy đồng bộ được mã hóa bởi cấu trúc hình học chặt chẽ của các phân tử: hai nhóm isobutyronitrile lớn, giống như các đối trọng, buộc phân tử phải có một cấu hình cụ thể, gây ra sự đứt gãy của hai liên kết C-N và sự thoát ra của các phân tử khí nitơ xảy ra theo cách phối hợp cao độ trong thời gian và không gian. Cơ chế "thời gian" bên trong này mang lại cho AIBN hiệu quả gần như về mặt định lượng và tốc độ phân hủy có thể dự đoán được, do đó trở thành một lò xo đáng tin cậy thúc đẩy phản ứng trùng hợp tiến triển đều đặn dọc theo trục thời gian. Sâu sắc hơn, quá trình phân hủy này không chỉ để lại dấu ấn trong chiều thời gian mà còn thực hiện một bản khắc bí mật trong chiều không gian - các bong bóng khí nitơ được tạo ra tại thời điểm phân hủy, ở cấp độ nano, trở thành một mẫu "không gian âm" nhất thời. Trong quá trình tạo gel polyme hoặc tổng hợp vi cầu, những bong bóng này được điều khiển chính xác bởi vòng đời của AIBN trực tiếp định hình dạng tôpô của cấu trúc xốp của vật liệu cuối cùng. Do đó, AIBN không chỉ đơn thuần là điểm khởi đầu phản ứng; nó cũng là một động cơ thu nhỏ chuyển đổi năng lượng nhiệt thành trật tự thời gian xác định trước, âm thầm xác định cấu trúc vật chất của vũ trụ vi mô cuối cùng thông qua nhịp điệu tự hủy diệt chính xác và các khoang không gian tạm thời{12}}được tạo ra.
|
Công thức hóa học |
C8H12N4 |
|
Khối lượng chính xác |
164 |
|
Trọng lượng phân tử |
164 |
|
m/z |
164 (100.0%), 165 (8.7%), 165 (1.1%) |
|
Phân tích nguyên tố |
C, 58.51; H, 7.37; N, 34.12 |
|
|
|
2,2'-Azobis(2-metylpropionitrile), viết tắt là AIBN, là một hợp chất hữu cơ có công thức hóa học C ₈ H ₁ ₂ N ₄. Nó là một loại bột tinh thể màu trắng, không hòa tan trong nước nhưng hòa tan trong các dung môi hữu cơ khác nhau như ethanol, ether, toluene và metanol. Các ứng dụng cốt lõi của AIBN có thể được tóm tắt thành ba lĩnh vực sau:
Chất khởi tạo trùng hợp gốc tự do: nền tảng của ngành hóa chất
Phản ứng trùng hợp gốc tự do là một trong những loại phản ứng trùng hợp quan trọng nhất trong ngành hóa chất và các sản phẩm của nó bao gồm các vật liệu cốt lõi như nhựa, cao su, sợi, chất phủ, v.v., hỗ trợ hoạt động của ngành sản xuất toàn cầu. Là "chất đánh lửa" của quá trình trùng hợp gốc tự do, hiệu suất của chất khởi đầu quyết định trực tiếp đến hiệu quả của phản ứng trùng hợp, sự phân bố trọng lượng phân tử của sản phẩm và tính chất vật liệu cuối cùng. Trong số rất nhiều người khởi xướng, AIBN đã trở thành người khởi xướng “nền tảng” không thể thiếu trong ngành hóa chất nhờ đặc tính phân hủy độc đáo và khả năng ứng dụng rộng rãi.
Polyvinyl clorua là một trong những loại nhựa có mục đích chung-lớn nhất thế giới, được sử dụng rộng rãi trong các lĩnh vực như xây dựng, đóng gói và điện tử. AIBN là chất khởi đầu cổ điển cho quá trình trùng hợp huyền phù PVC, thường được sử dụng với lượng 0,04% -0,2% khối lượng monome. Trong tổng hợp PVC, nhiệt độ phân hủy của AIBN (64 độ ) phù hợp với nhiệt độ trùng hợp của monome vinyl clorua (50-60 độ ) thông qua hiệu ứng dung môi: bằng cách điều chỉnh giá trị pH của pha nước và nồng độ chất phân tán, hệ thống trùng hợp được giữ ở trạng thái lơ lửng ổn định ở nhiệt độ phân hủy AIBN, từ đó tạo ra nhựa PVC có kích thước hạt đồng đều (100-200 μm) và độ xốp vừa phải.
Điều chế chất đồng trùng hợp Acrylonitrile Butadiene Styrene (ABS)
ABS là loại nhựa kỹ thuật kết hợp độ dẻo dai, độ cứng và khả năng chịu nhiệt, được sử dụng rộng rãi trong các lĩnh vực như ô tô, điện tử và đồ gia dụng. Trong quá trình trùng hợp kem dưỡng da của ABS, AIBN được sử dụng làm chất khởi đầu chính kết hợp với các chất khởi đầu oxi hóa khử như kali persulfate (KPS) để đạt được "điều khiển hai giai đoạn" của phản ứng trùng hợp:
Giai đoạn nhiệt độ thấp (40-50 độ): AIBN phân hủy tạo ra các gốc tự do, kích hoạt quá trình đồng trùng hợp styrene và acrylonitril tạo thành các phân đoạn cứng;
Giai đoạn nhiệt độ cao (60-70 độ): KPS phân hủy tạo ra các gốc sunfat, khởi đầu quá trình trùng hợp butadien và tạo thành các phân đoạn mềm.
Bằng cách điều chỉnh tỷ lệ liều lượng AIBN với KPS (thường là 1:0,5-1:2), tỷ lệ các đoạn cứng và mềm trong ABS có thể được kiểm soát chính xác, từ đó tùy chỉnh cường độ va đập, mô đun kéo và nhiệt độ biến dạng nhiệt của vật liệu.
Các polyme acrylic (như polymethyl methacrylate, PMMA) được sử dụng rộng rãi trong lĩnh vực ống kính quang học, biển quảng cáo và lớp phủ do độ trong suốt quang học và khả năng chống chịu thời tiết tuyệt vời của chúng. AIBN là chất khởi đầu được sử dụng phổ biến để trùng hợp các monome acrylic và ưu điểm của nó nằm ở:
Monome dư thấp: Khí nitơ (N ₂) được tạo ra từ quá trình phân hủy AIBN có thể thúc đẩy quá trình chuyển đổi monome thành polyme, làm giảm hàm lượng monome dư xuống dưới 0,1%;
Phân bố trọng lượng phân tử hẹp: Cơ chế phân hủy gốc đơn của AIBN làm giảm các phản ứng chuyển chuỗi, cho phép chỉ số phân bổ trọng lượng phân tử (PDI) của PMMA được kiểm soát trong khoảng 1,8-2,2, tốt hơn đáng kể so với các chất khởi đầu peroxide (PDI=3.0-4.0);
Mức độ trùng hợp có thể kiểm soát: Bằng cách điều chỉnh lượng AIBN (thường là 0,1% -0,5% khối lượng monome), có thể đạt được kiểm soát chính xác trọng lượng phân tử PMMA từ 10 ⁴ đến 10 ⁶ g/mol.
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). Trong quá trình trùng hợp bùn UHMWPE, AIBN đạt được bước đột phá về trọng lượng phân tử thông qua cơ chế sau: AIBN có thời gian bán hủy là 10 giờ ở 60 độ, cho phép phản ứng trùng hợp kéo dài trong vài ngày và kéo dài đáng kể thời gian phát triển chuỗi;
Hằng số chuyển chuỗi thấp: Hằng số chuyển chuỗi (C ₜ) của AIBN chỉ 0,01, thấp hơn nhiều so với BPO (C ₜ=0.1), làm giảm phản ứng kết thúc chuỗi;
Bảo vệ nitơ: N ₂ được tạo ra từ quá trình phân hủy AIBN có thể cô lập oxy, ức chế các phản ứng phân hủy oxy hóa và đảm bảo tính toàn vẹn của chuỗi polymer.
Tổng hợp định hướng của copolyme khối
Quá trình tổng hợp các copolyme khối (chẳng hạn như chất đàn hồi nhựa nhiệt dẻo SBS) đòi hỏi sự kết nối chính xác của các phân đoạn thông qua cơ chế "polyme hóa hoạt động". Mặc dù AIBN là chất khởi đầu truyền thống, nhưng có thể đạt được sự tổng hợp định hướng của copolyme khối bằng cách kết hợp nó với kỹ thuật trùng hợp gốc chuyển nguyên tử (ATRP) hoặc kỹ thuật chuyển chuỗi phân cắt bổ sung thuận nghịch (RAFT). Ví dụ:
ATRP-Kết hợp AIBN: sử dụng AIBN làm chất khởi đầu ban đầu để tạo ra các gốc tự do sơ cấp; Sau đó, sự tăng trưởng và chấm dứt có kiểm soát của các đoạn chuỗi đã đạt được thông qua xúc tác phối tử đồng, dẫn đến sự tổng hợp các copolyme khối loại AB;
RAFT-Kết hợp AIBN: Sử dụng AIBN làm chất khởi tạo nhiệt, phản ứng chuyển chuỗi được điều chỉnh bởi các hợp chất thiocarbonyl (thuốc thử RAFT) để đạt được sự bổ sung tuần tự các đoạn chuỗi và tổng hợp copolyme ba khối loại ABC.
AIBN cũng có thể đạt được sự biến đổi chức năng của các polyme thông qua "phản ứng ghép gốc tự do qua trung gian". Ví dụ:
Biến đổi bề mặt polyme: Sử dụng AIBN làm chất khởi đầu, axit acrylic (AA) được ghép lên bề mặt polyetylen (PE), có thể tạo ra các nhóm cacboxyl (- COOH) và tăng cường đáng kể tính ưa nước và khả năng tương thích sinh học của vật liệu;
Sửa đổi chuỗi chính polyme: AIBN được sử dụng làm chất khởi đầu để đưa các nhóm nitro (- NO ₂) hoặc amino (- NH ₂) vào chuỗi chính polystyrene (PS), có thể điều chỉnh cấu trúc điện tử và tính chất quang học của vật liệu;
Liên kết ngang polyme: Sử dụng AIBN làm chất khởi đầu, cấu trúc mạng ba chiều của các polyme liên kết ngang có thể được tạo ra thông qua phản ứng liên kết ngang của các monome diene (chẳng hạn như divinylbenzen, DVB), cải thiện đáng kể khả năng chịu nhiệt và độ ổn định hóa học của vật liệu.
Phân tích tính ổn định và an toàn của2,2'-Azobis(2-metylpropionitrile)
Nguyên liệu chính
Acetone: Là một trong những nguyên liệu quan trọng để tổng hợp2,2'-Azobis(2-metylpropionitrile), nó cung cấp nền tảng bộ xương carbon.
Hydrazine hydrat: Tham gia phản ứng tạo ra chất trung gian, cung cấp nguồn nitơ cho sự hình thành nhóm azo.
Natri xyanua hoặc hydro xyanua: Giới thiệu nhóm xyanua, là nguyên liệu thô cốt lõi để hình thành cấu trúc -(CH₂)₂-C-CN trong phân tử AIBN.
Clo lỏng hoặc natri hypoclorit: Được sử dụng trong giai đoạn oxy hóa, để chuyển đổi các chất trung gian thành sản phẩm mục tiêu.
Các bước phản ứng cốt lõi
Phản ứng ngưng tụ
Acetone phản ứng với hydrazine hydrat ở 55-60 độ trong 5 giờ để tạo ra chất trung gian diisobutyl nitrile hydrazide.
Nhiệt độ và thời gian cần được kiểm soát chặt chẽ để tránh hình thành-sản phẩm phụ.
Phản ứng oxy hóa
Diisobutyl nitrile hydrazide phản ứng với clo lỏng hoặc natri hypochlorite trong điều kiện nhiệt độ thấp (thường dưới 20 độ), khử hydro để tạo thành AIBN.
Điểm cuối quá trình oxy hóa cần được kiểm soát chính xác thông qua phân tích hóa học để đảm bảo chất lượng sản phẩm ổn định.
Sau{0}}điều trị
Hỗn hợp phản ứng được tách ra, rửa sạch và sấy khô để thu được sản phẩm thô.
Sản phẩm thô cần được tinh chế thêm bằng cách kết tinh lại (ví dụ sử dụng metanol theo tỷ lệ 1:12) để đạt điểm nóng chảy 102-104 độ theo tiêu chuẩn.
Các thông số quy trình chính
Kiểm soát nhiệt độ
Nhiệt độ phản ứng ngưng tụ: 55-60 độ
Nhiệt độ phản ứng oxy hóa: dưới 20 độ (phương pháp oxy hóa clo) hoặc ở nhiệt độ phòng (phương pháp oxy hóa hydroperoxide)
Nhiệt độ phân hủy: AIBN bắt đầu phân hủy ở 64 độ và phân hủy nhanh ở 100 độ. Việc kiểm soát nhiệt độ trong quá trình sản xuất và bảo quản là yêu cầu nghiêm ngặt.
Tỷ lệ vật liệu
Tỷ lệ mol của axeton, hydrazine hydrat và xyanua cần được tính toán chính xác. Tỷ lệ điển hình là HCN: axeton: hydrazine=1L:1,5036kg:0,415kg.
Lượng khí clo sử dụng trong giai đoạn oxy hóa cần được điều chỉnh linh hoạt theo hàm lượng chất trung gian, để tránh tiêu hao quá mức và ăn mòn thiết bị.
Thời gian phản ứng
Phản ứng ngưng tụ: 5 giờ
Phản ứng oxy hóa: Thời gian thay đổi từ vài giờ đến vài chục giờ tùy theo phương pháp oxy hóa.
Kết tinh lại: Hỗn hợp cần được hòa tan hoàn toàn và làm nguội từ từ để đảm bảo độ tinh khiết của tinh thể.
Công nghệ sản xuất tiên tiến
Phương pháp oxy hóa hydroperoxide:
Thay thế quá trình oxy hóa clo truyền thống, giảm tiêu thụ clo và khí thải.
Điều kiện phản ứng nhẹ nhàng giúp kiểm soát điểm cuối oxy hóa dễ dàng hơn và đảm bảo chất lượng sản phẩm ổn định.
Tái chế chất thải:
Axit thải và nước thải từ quá trình sản xuất có thể được tái chế và tái sử dụng, giảm ô nhiễm môi trường.
Ví dụ, các ion clorua trong axit thải có thể được thu hồi để điều chế hydro clorua, đạt được vòng khép kín tài nguyên.
Yêu cầu về thiết bị và an toàn
Yêu cầu về thiết bị:
Bình phản ứng phải có khả năng chống ăn mòn và chịu áp suất, đồng thời được trang bị hệ thống kiểm soát nhiệt độ và áp suất tự động.
Lò phản ứng oxy hóa phải áp dụng thiết kế-chống cháy nổ để đảm bảo vận hành an toàn.
Các biện pháp an toàn:
Khu vực sản xuất phải duy trì thông gió tốt để tránh rò rỉ xyanua.
Người vận hành nên mặc quần áo bảo hộ, mặt nạ phòng độc và các thiết bị bảo hộ cá nhân khác.
Khu vực bảo quản phải cách xa nguồn lửa, nguồn nhiệt, nhiệt độ bảo quản không quá 30 độ và độ ẩm tương đối không quá 80%.
Kiểm soát chất lượng và thử nghiệm
Kiểm tra độ tinh khiết
Độ tinh khiết AIBN được kiểm tra bằng phương pháp sắc ký khí (GC) hoặc sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC), với yêu cầu tiêu chuẩn Lớn hơn hoặc bằng 99%.
Xác định điểm nóng chảy: Phạm vi điểm nóng chảy cần được kiểm soát trong khoảng 102-104 độ để đảm bảo cấu trúc tinh thể nhất quán.
Kiểm soát tạp chất
Kiểm soát chặt chẽ hàm lượng kim loại nặng, độ ẩm, v.v. để tránh ảnh hưởng đến hiệu ứng phản ứng trùng hợp.
Ví dụ, độ ẩm phải dưới 0,1% để ngăn AIBN phân hủy sớm.
Chú phổ biến: 2,2'-azobis(2-methylpropionitrile) cas 78-67-1, nhà cung cấp, nhà sản xuất, nhà máy, bán buôn, mua, giá, số lượng lớn, để bán