过氧化二(2,4-二氯苯甲酰)的热分解研究

2025/4/14 16:18:16 作者:火星人

过氧化二(2,4-二氯苯甲酰)(DCBP)工业上常用作自由基引发剂、高温硅橡胶固化剂和无模硫化剂。因用该物质生产的硅橡胶制品无毒,可用于人工脏器、牙托、奶瓶等,也可用作高功率发电机绝缘用品,尤其适用于导弹、航天器中密封圈及耐热胶管带。有机过氧化物中含有不稳定的“-O-O-”键,导致此类物质易受热分解,并引发燃烧爆炸事故。Jan等曾对DCBP的应用性进行了研究,然而,目前国内外对该物质热稳定性的研究尚未见报道。

过氧化二(2,4-二氯苯甲酰)

实验方法

采用METTLER TOLEDO公司的专业型DSC-1对过氧化二(2,4-二氯苯甲酰)进行不同升温速率(P)下的动态扫描和不同温度下的等温测试,仪器检测灵敏度为0.04μW。升温速率依次为1、2、4℃・min-1,温度范围为80~120℃,动态氨气气氛30ml・min-1;等温实验的测试温度分别为84、86、88、90、92℃;样品池为高压(15MPa)密闭不锈钢坩埚;样品质量约2mg。

研究结论

(1)过氧化二(2,4-二氯苯甲酰)在动态升温下的起始分解温度约98℃,分解反应过程短,放热速率大,转化率在0.1~0.9之间的活化能基本恒定在232~236kJ・mol-1;

(2)等温DSC得到的“钟形”曲线验证了过氧化二(2,4-二氯苯甲酰)的分解反应属于自催化,且等温诱导期0随T增大呈指数递减,关系式为Inθ=44445.25/T-122.26。当T=92℃时,反应速率在不到30min内即达到最大值,为避免测试信号的丢失,建议等温温度不超过92℃;

(3)过氧化二(2,4-二氯苯甲酰)分解反应为放热量较大的自催化反应,因此,在实际生产、运输、贮存等过程中,应对该物质的热危险性引起足够的重视;

(4)通过对等温转化率曲线进行S形曲线拟合,得到过氧化二(2,4-二氯苯甲酰)等温自催化的动力学模型为dα/dt=kα(1-α),反应机理函数为f(α)=α(1-α)。

参考文献

[1]吕家育,陈网桦,陈利平,等. 2,4-二氯过氧化苯甲酰的热分解及等温动力学模型[J]. 化工学报,2013,64(11):4054-4059. DOI:10.3969/j.issn.0438-1157.2013.11.023. 

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