苯胺阻聚劑的作用原理及應(yīng)用

紀曉洋 黃鶴（蘇州大學，江蘇蘇州215123）

苯胺阻聚劑的作用原理及應(yīng)用

紀曉洋 黃鶴（蘇州大學，江蘇蘇州215123）

阻聚劑是一種工業(yè)生產(chǎn)中常用的工業(yè)助劑，目的是防止聚合作用的進行。其中苯胺阻聚劑一種重要的分子型阻聚劑，在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域尤其是化工、材料等領(lǐng)域中都有重要的應(yīng)用。本文基于現(xiàn)實的角度對苯胺的基本化學性質(zhì)、阻聚原理、應(yīng)用現(xiàn)狀以及應(yīng)用前景進行了重要分析，希望對我國工業(yè)領(lǐng)域的持續(xù)發(fā)展有一定的指導(dǎo)性意義。

苯胺；阻聚劑；阻聚原理；化工

苯胺是一類重要的胺類物質(zhì)之一，被廣泛應(yīng)用于制造燃料、化學試劑、樹脂以及生物性藥物等領(lǐng)域，并在現(xiàn)代化工生產(chǎn)領(lǐng)域中發(fā)揮著巨大的作用。同時苯胺是一種重要的分子型阻聚劑，其分子可以與鏈自由基發(fā)生反應(yīng)而形成非自由基物質(zhì)或是不能引發(fā)的低活性自由基，可以有效的防止烯類單體在運輸、儲藏過程中發(fā)生聚合反應(yīng)而實效，因而在工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域中占有重要比重。

1 苯胺的基本性質(zhì)簡介

苯胺，化學式為C6H7N，俗稱阿尼林或是阿尼林油，其基本的分子結(jié)構(gòu)是一個苯環(huán)上連接一個氨基官能團，是一種有強烈氣味的毒性液體。苯胺的熔點為-6.2℃，沸點為184.4℃，相對密度略大于水（1.02g/cm2），在370℃的高溫下分解為苯和氨氣，散發(fā)出刺激性氣體。同時，苯胺難溶于水，易溶于乙醇、乙醚等有機溶劑，本身可作為一種染色劑使用，同時也是化工、醫(yī)藥、燃料等領(lǐng)域中使用到的重要原料之一。

2 苯胺的阻聚原理

所謂的阻聚作用指的是某些物質(zhì)可以與初級自由基或是鏈自由基發(fā)生化學反應(yīng)生成非自由基物質(zhì)或是不能再引發(fā)單體的低活性自由基，從而破壞了物質(zhì)間的聚合作用，使得聚合效率幾乎為零，從而保護了烯烴等物質(zhì)的化學穩(wěn)定性和活性。阻聚劑按照阻聚原理可以分為分子型阻聚劑，如苯酚、苯醌、硝基化合物、酚類和其他的含硫化合物等；自由基型阻聚劑，這類阻聚劑因為具備具有阻聚作用的自由基而得名。同時按照反應(yīng)機理的不同還可以將阻聚劑分為加成型阻聚劑、鏈轉(zhuǎn)移型阻聚劑以及電荷轉(zhuǎn)移型阻聚劑三種。本文中介紹的苯胺阻聚劑就屬于分子型鏈轉(zhuǎn)移阻聚劑。

圖1 苯胺的分子結(jié)構(gòu)示意圖

如圖1為苯胺的分子官能團示意圖。由圖中可以看出，苯胺具有兩個官能團，即苯環(huán)官能團和氨基官能團，其中苯環(huán)上的一個氫原子被氨基取代，苯環(huán)的化學性質(zhì)相對穩(wěn)定，苯胺的化學性質(zhì)主要由氨基提供。苯胺在阻聚過程中的化學反應(yīng)過程如下:

其中M*x代表鏈自由基，從反應(yīng)過程可以看出，鏈自由基攻擊氨基，與氨基中的一個氫離子發(fā)生反應(yīng)，生成非自由基物質(zhì)，從而阻止聚合作用的進一步進行。但是苯胺與苯酚均屬于效率很差的緩聚劑，如果苯胺中苯環(huán)上的氫原子被多個供電的烷基取代后，阻聚效果將顯著提升，因為鏈自由基將連續(xù)攻擊苯環(huán)上的烷基，單位分子吸收的鏈自由基數(shù)量將顯著提升，從而使得阻聚效果也大大提升。

3 阻聚劑的使用注意事項

3.1 溶劑及配置濃度

苯胺阻聚劑難溶于水，但是易溶于甲醛、乙醇等有機溶劑，因此在工業(yè)生產(chǎn)中未經(jīng)處理過的苯胺不能直接溶解于甲醇水溶液，在甲醇中的濃度可達到5%以上，經(jīng)過大量的實踐經(jīng)驗證明溶解濃度在2%為最佳。

3.2 阻聚劑用量的計算

苯胺阻聚劑的用量視地區(qū)和季節(jié)而定，一般苯胺甲醛溶液的濃度在南方地區(qū)的最大用量一般不超過20ppm，而在北方的冬季用量在30到50ppm之間，這里1ppm等于1g阻聚劑，例如在長江以南的南方某地區(qū)用800罐儲甲醛，該地冬天的最低低溫為零下10攝氏度，阻聚劑的單位用量宜選擇為20ppm，則總用量為20×800=1.6Kg。

3.3 保證混合均勻

由于阻聚劑的用量相對來說很少，為了保證良好的阻聚效果必須保證混合均勻，一方面，在調(diào)配時必須充分攪拌，使得苯胺阻聚劑在加入過程中可以均勻的分布；另一方面，加入阻聚劑的甲醛溶液在靜置一段時間后再加入甲醛時也要進行充分攪拌。只有這樣才能保證阻聚劑發(fā)揮出良好的功效。

3.4 合理選擇加入時間

由于阻聚劑沒有解聚的功能，因此加入阻聚劑的時間一定要視具體天氣情況而定，通常情況是提前一段時間加入阻聚劑，保證阻聚劑可以和甲醛溶劑充分融合和反應(yīng)，進而從根本上保證其阻聚功效。

4 結(jié)語

綜上所述，作為一種重要的分子型阻聚劑在現(xiàn)代工業(yè)領(lǐng)域中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，且制備工藝簡單，價格相對低廉，在化工、醫(yī)藥、材料以及燃料等領(lǐng)域都有重要的應(yīng)用。本文系統(tǒng)的介紹了苯胺的基本物理和化學性質(zhì)，并從基本的化學構(gòu)成和主要性質(zhì)出發(fā)系統(tǒng)的介紹了其阻聚機理以及在實踐應(yīng)用中因該注意的基本事項，希望對我國工業(yè)領(lǐng)域的發(fā)展有一定的指導(dǎo)意義。

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紀曉洋(1988-),男，漢，江蘇蘇州，工程師，學士，研究方向：材料工程。