紀(jì)曉洋 黃鶴（蘇州大學(xué)，江蘇蘇州215123）

苯胺阻聚劑的作用原理及應(yīng)用

紀(jì)曉洋 黃鶴（蘇州大學(xué)，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(jìn)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(shí)的角度對苯胺的基本化學(xué)性質(zhì)、阻聚原理、應(yīng)用現(xiàn)狀以及應(yīng)用前景進(jìn)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(xué)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(shí)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(yùn)輸、儲藏過程中發(fā)生聚合反應(yīng)而實(shí)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(xué)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(gè)苯環(huán)上連接一個(gè)氨基官能團(tuán)，是一種有強(qiáng)烈氣味的毒性液體。苯胺的熔點(diǎn)為-6.2℃，沸點(diǎn)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(shí)，苯胺難溶于水，易溶于乙醇、乙醚等有機(jī)溶劑，本身可作為一種染色劑使用，同時(shí)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(xué)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(hù)了烯烴等物質(zhì)的化學(xué)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?yàn)榫邆渚哂凶杈圩饔玫淖杂苫妹?。同時(shí)按照反應(yīng)機(jī)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(tuán)示意圖。由圖中可以看出，苯胺具有兩個(gè)官能團(tuán)，即苯環(huán)官能團(tuán)和氨基官能團(tuán)，其中苯環(huán)上的一個(gè)氫原子被氨基取代，苯環(huán)的化學(xué)性質(zhì)相對穩(wěn)定，苯胺的化學(xué)性質(zhì)主要由氨基提供。苯胺在阻聚過程中的化學(xué)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(gè)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(jìn)一步進(jìn)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(gè)供電的烷基取代后，阻聚效果將顯著提升，因?yàn)殒溩杂苫鶎⑦B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(xiàng)

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(jī)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(dá)到5%以上，經(jīng)過大量的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)證明溶解濃度在2%為最佳。

3.2 阻聚劑用量的計(jì)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(shí)必須充分?jǐn)嚢瑁沟帽桨纷杈蹌┰诩尤脒^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(shí)間后再加入甲醛時(shí)也要進(jìn)行充分?jǐn)嚢?。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(shí)間

由于阻聚劑沒有解聚的功能，因此加入阻聚劑的時(shí)間一定要視具體天氣情況而定，通常情況是提前一段時(shí)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(jìn)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(jià)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(xué)性質(zhì)，并從基本的化學(xué)構(gòu)成和主要性質(zhì)出發(fā)系統(tǒng)的介紹了其阻聚機(jī)理以及在實(shí)踐應(yīng)用中因該注意的基本事項(xiàng)，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(jì)曉洋(1988-),男，漢，江蘇蘇州，工程師，學(xué)士，研究方向：材料工程。