1. Definición de inhibidor de la polimerización de monómeros UV
Sustancia capaz de detener por completo la reacción de polimerización por radicales libres de los monómeros de alqueno.
2. Función de los inhibidores de la polimerización
En el sistema de compuestos insaturados, el inhibidor de la polimerización puede interactuar preferentemente con los radicales libres del sistema para formar no radicales, o formar radicales con baja actividad, que no son suficientes para reiniciar la reacción, y puede bloquear eficazmente la polimerización en cadena de los radicales libres.
Pueden bloquear eficazmente la polimerización en cadena de los radicales libres. Tienen grandes ventajas para la estabilidad, el almacenamiento y el transporte de la resina.
Mecanismo de bloqueo: según su función de inhibir la reacción de polimerización, las sustancias que pueden detener cada radical y detener la reacción de polimerización hasta que se agotan por completo se denominan bloqueadores o inhibidores.
Solo pueden debilitar la actividad de los radicales libres, ralentizando la reacción de polimerización, pero no pueden detener la reacción de las sustancias denominadas bloqueadores.
3. Monómeros UV según el mecanismo de clasificación de los inhibidores de la polimerización
3.1. Inhibidores de la polimerización fenólicos
a. Hidroquinona
Más comúnmente utilizado, bajo precio, mejor efecto a temperatura ambiente.
Pero a veces provoca el oscurecimiento del sistema, por lo que no se utiliza con frecuencia.
b. Para-hidroxianisol
Puede proporcionar a la resina una buena estabilidad de almacenamiento. La solubilidad de este producto en disolventes orgánicos es buena, y el color del producto es claro.
c. 2,6-Di-terc-butil-p-metilfenol
Inhibidor de la polimerización ampliamente utilizado, con gran capacidad inhibidora de la polimerización, buena resistencia al calor y estabilidad, y bajo precio.
Su toxicidad es mayor.
d. 2,5-di-terc-butilhidroquinona
Puede reaccionar lentamente con los radicales libres durante un largo periodo de tiempo para destruir los radicales libres generados durante el almacenamiento de la resina.
Puede mejorar la estabilidad de almacenamiento de la resina sin afectar apenas al tiempo de gelificación.
e.2-terc-butilhidroquinona
Es un estabilizador de almacenamiento eficaz para resinas de poliéster insaturadas, así como un estabilizador para resinas altamente reactivas.
Su función es completa y puede desempeñar un buen papel en un amplio rango de temperaturas. Solo prolonga ligeramente el curado de la resina a temperaturas elevadas. Este producto se utiliza a menudo en combinación con otros inhibidores de la polimerización.
Características: Ampliamente utilizado y eficaz. Debe disolverse en el sistema y estar en presencia de oxígeno para mostrar el efecto de inhibición de la polimerización.
3.2. Inhibidores de la polimerización de quinona
a. P-benzoquinona
El monómero UV puede seguir funcionando en ausencia de oxígeno, lo que lo hace adecuado para procesos de eterificación protegidos por nitrógeno u otros gases inertes.
De color amarillo, influye en el color de la resina.
b. Metilhidroquinona (THQ)
Buen efecto, se utiliza en la producción de resinas de poliéster insaturadas de alta actividad, comúnmente utilizadas en resinas de gel coat y resinas SMC. Este producto tiene buena solubilidad y buen efecto bloqueador de la polimerización a altas temperaturas.
c. Otros inhibidores de la polimerización de quinona
Características: Puede desempeñar un papel en la prevención de la polimerización en condiciones anaeróbicas.
El efecto bloqueador de la policondensación varía según los diferentes monómeros
Ejemplo 1: la p-benzoquinona es un inhibidor eficaz de la polimerización del estireno y el acetato de vinilo, pero solo actúa como retardador del acrilato de metilo y el metacrilato de metilo.
Ejemplo 2: la tetraclorobenzoquinona es un inhibidor eficaz de la polimerización del acetato de vinilo, pero no tiene ningún efecto inhibidor de la polimerización del acrilonitrilo.
Mecanismo de bloqueo de la polimerización: El mecanismo de bloqueo de la polimerización de la quinona no está completamente claro, puede ser que la quinona y los radicales libres sufran una reacción de adición o desproporción para generar radicales libres de tipo quinona o semiquinona, y luego se combinen con radicales libres activos para obtener productos inactivos, que desempeñan un papel en el bloqueo de la polimerización.
3.3. Inhibidores de la polimerización de compuestos nitro aromáticos
Los más utilizados son
Características: Los compuestos nitro aromáticos no son tan eficaces como los fenoles para bloquear la polimerización.
Solo se utilizan para el acetato de vinilo, el isopreno y el butadieno, y no tienen ningún efecto bloqueador sobre los acrilatos y los metacrilatos.
Mecanismo de inhibición de la polimerización: El nitrobenceno actúa como inhibidor de la polimerización al generar radicales nitroóxido estables con radicales libres.
3.4. Compuestos inorgánicos inhibidores de la polimerización
Los más utilizados son el cloruro férrico, el cloruro cuproso, el sulfato de cobre, el tricloruro de titanio, el sulfato de sodio y el tiocianato de amonio.
Características: alta eficacia en la polimerización y pueden utilizarse como inhibidores de la polimerización en fase acuosa.
Mecanismo de bloqueo de la coalescencia: bloqueo de la coalescencia por transferencia de carga.
3.5. Efecto bloqueador de la polimerización por oxígeno
El oxígeno molecular tiene dos electrones no apareados, que pueden desempeñar una doble función de inhibición e iniciación de la polimerización.
Mecanismo de bloqueo: R-+O2 → ROO –
El oxígeno y los radicales de cadena macromolecular generados por los radicales de peróxido son más inactivos, a temperatura ambiente o ligeramente superior no pueden desencadenar la reacción de copolimerización, este efecto de bloqueo del oxígeno hace que la resina de poliéster insaturado y la superficie de contacto con el aire se curen de forma incompleta y pegajosa.
Sin embargo, a altas temperaturas, el oxígeno y los radicales libres generados por los radicales peróxido pueden descomponerse en radicales reactivos, desencadenando así la reacción de polimerización.
4. Otras clasificaciones de los inhibidores de la polimerización
4.1. Clasificados por temperatura
4.2. Clasificados por principio
4.3. Clasificados por composición
5. Método selectivo de inhibidores de la polimerización
El requisito principal para elegir un inhibidor de la polimerización es que tenga una alta eficacia de bloqueo de la polimerización, pero también se debe tener en cuenta su solubilidad en el sistema y la adaptabilidad de la resina.
Algunos de los monómeros utilizados en sistemas que no se curan con la luz también requieren que el monómero del resistente se pueda eliminar fácilmente por destilación o métodos químicos, o ambos, a temperatura ambiente para que desempeñe su función en el resistente, pero también que se descomponga rápidamente a la temperatura de reacción.
5.1. Buena miscibilidad con monómeros y resinas, solo si es miscible puede desempeñar una función de bloqueo.
5.2. Puede prevenir eficazmente la aparición de la reacción de polimerización, de modo que el monómero, la resina, la emulsión o el adhesivo tengan un período de almacenamiento suficiente.
5.3. El inhibidor de la polimerización en el monómero es fácil de eliminar o no afecta a la actividad de polimerización. Una buena elección a temperatura ambiente es un inhibidor eficaz, y a una temperatura adecuadamente alta pierde su inhibición, por lo que no es necesario eliminarlo antes de su uso.
Por ejemplo, el terc-butilcatecol y el p-fenol monobutil éter son inhibidores de la polimerización de este tipo.
5.4. El monómero UV no afecta al aspecto del producto final Z. Por ejemplo, el inhibidor de la polimerización en la preparación de adhesivos en el proceso de oxidación debido a la decoloración por altas temperaturas afecta al aspecto del producto.
5.5. Varios inhibidores de la polimerización utilizados conjuntamente pueden mejorar significativamente el efecto de la polimerización.
Ejemplo 1: resina de poliéster insaturada mediante la adición de hidroquinona, catecol terc-butilo y naftenato de cobre, tres tipos de inhibidores. La fuerte actividad de la hidroquinona, miscible con estireno y poliéster, puede soportar altas temperaturas de aproximadamente 130 ℃, no tiene efecto de copolimerización en 1 minuto y se puede mezclar de forma segura por dilución.
El terc-butilcatecol a altas temperaturas tiene un efecto bloqueante muy pobre, pero a una temperatura ligeramente inferior (por ejemplo, a 60 ℃), el efecto bloqueante es 25 veces mayor que el de la hidroquinona, puede tener un período de almacenamiento más largo, el naftenato de cobre a temperatura ambiente tiene un efecto bloqueante y a altas temperaturas promueve su función.
Ejemplo 2: En presencia de oxígeno. El efecto bloqueante del p-terc-butilcatecol mezclado con fenotiazina, hidroquinona y difenilamina es aproximadamente 300 veces mayor que el de cualquiera de ellos por separado.
5.6. La dosis del inhibidor de la polimerización de monómeros UV debe ser adecuada, ya que una cantidad excesiva es perjudicial.
Por ejemplo, una dosis de yodo de 10-4 mol/L es un inhibidor de la polimerización eficaz, pero una cantidad superior a esta provocará la reacción de polimerización. El yodo no se utiliza generalmente solo, sino que es necesario añadir una pequeña cantidad de yoduro de potasio para aumentar la solubilidad y mejorar la eficacia de la polimerización.
5.7. El monómero UV no es tóxico, es inocuo y no contamina el medio ambiente.
5.8. Rendimiento estable, económico y fácil de obtener.
6. Reflexión
¿Qué efecto tienen el iniciador, el agente reductor y el inhibidor de la polimerización en el curado y el rendimiento de la resina?
Ejemplo: materiales experimentales con monómero UV
Método experimental: se modifica el contenido de iniciador, amina y reductor del monómero UV para comprobar y comparar la conversión del doble enlace, las propiedades mecánicas y la velocidad de curado de la resina.
La tabla siguiente muestra los diferentes contenidos de iniciador, amina e inhibidor de la polimerización añadidos a la resina.
Resultados experimentales.
Dentro de un determinado rango, el grado de conversión y las propiedades mecánicas de las resinas de monómero UV se correlacionaron positivamente con los contenidos de BPO y DEPT y negativamente con el contenido de resistente.
El aumento del contenido de BPO y DEPT puede aumentar la velocidad de curado de la resina, y el aumento del contenido de resistente disminuirá la velocidad de curado de la resina.
| Polythiol/Polymercaptan | ||
| DMES Monomer | Bis(2-mercaptoethyl) sulfide | 3570-55-6 |
| DMPT Monomer | THIOCURE DMPT | 131538-00-6 |
| PETMP Monomer | PENTAERYTHRITOL TETRA(3-MERCAPTOPROPIONATE) | 7575-23-7 |
| PM839 Monomer | Polyoxy(methyl-1,2-ethanediyl) | 72244-98-5 |
| Monofunctional Monomer | ||
| HEMA Monomer | 2-hydroxyethyl methacrylate | 868-77-9 |
| HPMA Monomer | 2-Hydroxypropyl methacrylate | 27813-02-1 |
| THFA Monomer | Tetrahydrofurfuryl acrylate | 2399-48-6 |
| HDCPA Monomer | Hydrogenated dicyclopentenyl acrylate | 79637-74-4 |
| DCPMA Monomer | Dihydrodicyclopentadienyl methacrylate | 30798-39-1 |
| DCPA Monomer | Dihydrodicyclopentadienyl Acrylate | 12542-30-2 |
| DCPEMA Monomer | Dicyclopentenyloxyethyl Methacrylate | 68586-19-6 |
| DCPEOA Monomer | Dicyclopentenyloxyethyl Acrylate | 65983-31-5 |
| NP-4EA Monomer | (4) ethoxylated nonylphenol | 50974-47-5 |
| LA Monomer | Lauryl acrylate / Dodecyl acrylate | 2156-97-0 |
| THFMA Monomer | Tetrahydrofurfuryl methacrylate | 2455-24-5 |
| PHEA Monomer | 2-PHENOXYETHYL ACRYLATE | 48145-04-6 |
| LMA Monomer | Lauryl methacrylate | 142-90-5 |
| IDA Monomer | Isodecyl acrylate | 1330-61-6 |
| IBOMA Monomer | Isobornyl methacrylate | 7534-94-3 |
| IBOA Monomer | Isobornyl acrylate | 5888-33-5 |
| EOEOEA Monomer | 2-(2-Ethoxyethoxy)ethyl acrylate | 7328-17-8 |
| Multifunctional monomer | ||
| DPHA Monomer | Dipentaerythritol hexaacrylate | 29570-58-9 |
| DI-TMPTA Monomer | DI(TRIMETHYLOLPROPANE) TETRAACRYLATE | 94108-97-1 |
| Acrylamide monomer | ||
| ACMO Monomer | 4-acryloylmorpholine | 5117-12-4 |
| Di-functional Monomer | ||
| PEGDMA Monomer | Poly(ethylene glycol) dimethacrylate | 25852-47-5 |
| TPGDA Monomer | Tripropylene glycol diacrylate | 42978-66-5 |
| TEGDMA Monomer | Triethylene glycol dimethacrylate | 109-16-0 |
| PO2-NPGDA Monomer | Propoxylate neopentylene glycol diacrylate | 84170-74-1 |
| PEGDA Monomer | Polyethylene Glycol Diacrylate | 26570-48-9 |
| PDDA Monomer | Phthalate diethylene glycol diacrylate | |
| NPGDA Monomer | Neopentyl glycol diacrylate | 2223-82-7 |
| HDDA Monomer | Hexamethylene Diacrylate | 13048-33-4 |
| EO4-BPADA Monomer | ETHOXYLATED (4) BISPHENOL A DIACRYLATE | 64401-02-1 |
| EO10-BPADA Monomer | ETHOXYLATED (10) BISPHENOL A DIACRYLATE | 64401-02-1 |
| EGDMA Monomer | Ethylene glycol dimethacrylate | 97-90-5 |
| DPGDA Monomer | Dipropylene Glycol Dienoate | 57472-68-1 |
| Bis-GMA Monomer | Bisphenol A Glycidyl Methacrylate | 1565-94-2 |
| Trifunctional Monomer | ||
| TMPTMA Monomer | Trimethylolpropane trimethacrylate | 3290-92-4 |
| TMPTA Monomer | Trimethylolpropane triacrylate | 15625-89-5 |
| PETA Monomer | Pentaerythritol triacrylate | 3524-68-3 |
| GPTA ( G3POTA ) Monomer | GLYCERYL PROPOXY TRIACRYLATE | 52408-84-1 |
| EO3-TMPTA Monomer | Ethoxylated trimethylolpropane triacrylate | 28961-43-5 |
| Photoresist Monomer | ||
| IPAMA Monomer | 2-isopropyl-2-adamantyl methacrylate | 297156-50-4 |
| ECPMA Monomer | 1-Ethylcyclopentyl Methacrylate | 266308-58-1 |
| ADAMA Monomer | 1-Adamantyl Methacrylate | 16887-36-8 |
| Methacrylates monomer | ||
| TBAEMA Monomer | 2-(Tert-butylamino)ethyl methacrylate | 3775-90-4 |
| NBMA Monomer | n-Butyl methacrylate | 97-88-1 |
| MEMA Monomer | 2-Methoxyethyl Methacrylate | 6976-93-8 |
| i-BMA Monomer | Isobutyl methacrylate | 97-86-9 |
| EHMA Monomer | 2-Ethylhexyl methacrylate | 688-84-6 |
| EGDMP Monomer | Ethylene glycol Bis(3-mercaptopropionate) | 22504-50-3 |
| EEMA Monomer | 2-ethoxyethyl 2-methylprop-2-enoate | 2370-63-0 |
| DMAEMA Monomer | N,M-Dimethylaminoethyl methacrylate | 2867-47-2 |
| DEAM Monomer | Diethylaminoethyl methacrylate | 105-16-8 |
| CHMA Monomer | Cyclohexyl methacrylate | 101-43-9 |
| BZMA Monomer | Benzyl methacrylate | 2495-37-6 |
| BDDMP Monomer | 1,4-Butanediol Di(3-mercaptopropionate) | 92140-97-1 |
| BDDMA Monomer | 1,4-Butanedioldimethacrylate | 2082-81-7 |
| AMA Monomer | Allyl methacrylate | 96-05-9 |
| AAEM Monomer | Acetylacetoxyethyl methacrylate | 21282-97-3 |
| Acrylates Monomer | ||
| IBA Monomer | Isobutyl acrylate | 106-63-8 |
| EMA Monomer | Ethyl methacrylate | 97-63-2 |
| DMAEA Monomer | Dimethylaminoethyl acrylate | 2439-35-2 |
| DEAEA Monomer | 2-(diethylamino)ethyl prop-2-enoate | 2426-54-2 |
| CHA Monomer | cyclohexyl prop-2-enoate | 3066-71-5 |
| BZA Monomer | benzyl prop-2-enoate | 2495-35-4 |
¡Póngase en contacto con nosotros ahora!