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苯乙烯阻聚劑TEMPO的檢測與量化
閱讀：1655 發布時間：2024-3-17 乙烯基單體（如苯乙烯）在其合成和純化的工業過程中，可能發生不被期望的聚合反應。為了避免這一現象，需要向單體反應體系中加入諸如2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氧自由基（TEMPO）及其類似物的聚合抑制劑。
TEMPO（圖1）是一種自由基化合物，它通過阻止自由基鏈式反應來抑制聚合反應。
圖1. TEMPO自由基聚合抑制劑的結構
典型工業單體，如丙烯酸酯、氯乙烯、丁二烯和苯乙烯，在加工及安全運輸和儲存過程中都需要聚合抑制劑。許多單體在工業上通過蒸餾法提純，因而可能導致熱引發聚合反應的發生。例如，苯乙烯在100℃以上的溫度下進行蒸餾時，會以每小時約2%的速度發生熱聚合反應。抑制聚合反應非常重要，不僅因為聚合產物會污染分餾塔，也因為聚合反應通常是放熱反應，如果不加以控制，可能造成失控反應和潛在的爆炸風險。一經引發，聚合反應本質上就是自由基鏈式反應（圖2），因此許多聚合抑制劑都是充當自由基清除劑的。
圖2.TEMPO抑制聚合反應的機理
電子自旋共振（ESR）——也稱“電子順磁共振"（EPR）——技術的引入，可以實現苯乙烯中的TEMPO的直接測定。該技術可提供高度靈敏的定量數據，給出關于苯乙烯生產容器中的TEMPO含量水平的可操作信息。布魯克的臺式電子自旋共振波譜儀（“ESR5000 "），為監測苯乙烯生產設施中的TEMPO，提供了一款快速、定量和極其緊湊的儀器。當前的TEMPO水平在生產過程中的不同位置被定量監測，一旦發現其降至設定閾值以下，即可采取適當的措施。相比添加過量的TEMPO，該技術顯著節省了成本，同時提高了生產過程的整體安全性。
圖3.臺式電子順磁共振波譜儀ESR5000 圖4.實時監測TEMPO的量
實測案例：某大廠提供給石化企業的苯乙烯阻聚劑檢測結果
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