苯胺阻聚劑的作用原理及應用

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用

紀曉洋 黃鶴（蘇州大學，江蘇蘇州215123）

阻聚劑是一種工業生產中常用的工業助劑，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，在現代工業生產領域尤其是化工、材料等領域中都有重要的應用。本文基于現實的角度對苯胺的基本化學性質、阻聚原理、應用現狀以及應用前景進行了重要分析，希望對我國工業領域的持續發展有一定的指導性意義。

苯胺；阻聚劑；阻聚原理；化工

苯胺是一類重要的胺類物質之一，被廣泛應用于制造燃料、化學試劑、樹脂以及生物性藥物等領域，并在現代化工生產領域中發揮著巨大的作用。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生反應而形成非自由基物質或是不能引發的低活性自由基，可以有效的防止烯類單體在運輸、儲藏過程中發生聚合反應而實效，因而在工業生產領域中占有重要比重。

1 苯胺的基本性質簡介

苯胺，化學式為C6H7N，俗稱阿尼林或是阿尼林油，其基本的分子結構是一個苯環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、醫藥、燃料等領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可以與初級自由基或是鏈自由基發生化學反應生成非自由基物質或是不能再引發單體的低活性自由基，從而破壞了物質間的聚合作用，使得聚合效率幾乎為零，從而保護了烯烴等物質的化學穩定性和活性。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。同時按照反應機理的不同還可以將阻聚劑分為加成型阻聚劑、鏈轉移型阻聚劑以及電荷轉移型阻聚劑三種。本文中介紹的苯胺阻聚劑就屬于分子型鏈轉移阻聚劑。

圖1 苯胺的分子結構示意圖

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，即苯環官能團和氨基官能團，其中苯環上的一個氫原子被氨基取代，苯環的化學性質相對穩定，苯胺的化學性質主要由氨基提供。苯胺在阻聚過程中的化學反應過程如下:

其中M*x代表鏈自由基，從反應過程可以看出，鏈自由基攻擊氨基，與氨基中的一個氫離子發生反應，生成非自由基物質，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攻擊苯環上的烷基，單位分子吸收的鏈自由基數量將顯著提升，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，因此在工業生產中未經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，經過大量的實踐經驗證明溶解濃度在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和季節而定，一般苯胺甲醛溶液的濃度在南方地區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，進而從根本上保證其阻聚功效。

4 結語

綜上所述，作為一種重要的分子型阻聚劑在現代工業領域中發揮著至關重要的作用，且制備工藝簡單，價格相對低廉，在化工、醫藥、材料以及燃料等領域都有重要的應用。本文系統的介紹了苯胺的基本物理和化學性質，并從基本的化學構成和主要性質出發系統的介紹了其阻聚機理以及在實踐應用中因該注意的基本事項，希望對我國工業領域的發展有一定的指導意義。

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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。