پراکسیدهای آلی ترکیبات شیمیایی واکنش پذیری هستند که به دلیل ظرفیت تولید رادیکال های آزاد به طور گسترده به عنوان آغازگر در فرآیندهای پلیمریزاسیون استفاده می شوند. پراکسی دی کربنات ها به عنوان آغازگرهای رایج و قابل استفاده در فرایند پلیمریزاسیون در دماهای پایین هستند. رایج ترین روش سنتز این مواد واکنش بین هیدروژن پراکسید و آلکیل کلروفرمات در حضور یک هیدروکسید فلز قلیایی در یک راکتور ناپیوسته یا نیمه پیوسته است.
این واکنش یک واکنش دو مرحله ای بوده که واکنش گرها و محصولات آن بشدت از لحاظ دمایی ناپایدارند. از آنجایی که این واکنش ها ممکن است در مخازن ذخیره یا در حین انتقال ماده نیز رخ دهد، پراکسیدهای آلی باید به عنوان مواد خطرناک شناخته شوند. درجه خطر بستگی به ویژگی های خود ترکیبات دارد. معمولا برای انجام واکنش و سنتز چنین ترکیباتی شرایط واکنش در دمای پایین و در غلظت های رقیق تعریف می شود تا ریسک و خطرات ناشی از آن به حداقل برسد. هم چنین به کنترل روند واکنش و جلوگیری از تولید محصولات جانبی که بازده محصول را کاهش می دهند کمک می کند.
راه های متفاوتی برای سنتز دی آلکیل پراکسی کربنات ها وجود دارد. یکی از این روش ها ایجاد یک جریان چند-فازی در میکروراکتور است. ضمن این که در دمای پایین قابل انجام است و افزایش سرعت در جریان عبوری در راکتور می تواند بازده واکنش های سنتز این دسته از آغازگرها را افزایش دهد.
ویژگی های پراکسیدهای آلی
- واکنش پذیری بالایی دارند و حتما باید در دمای پایین نگهداری شوند. اما انواع جامد آن ها مثل دی مریستیل پروکسی دی کربنات را می توان در دماهای بالاتر نیز حمل و نگهداری کرد.
- بعلت واکنش پذیری بالا قابلیت اشتعال پذیری بالایی دارند و دمای ذوب آن ها زیر 50ºC است.
- ترکیباتی اکسایشی بوده و ویسکوزیته ی آن ها کمتر از آب است.
- موادی با خلوص بالا هستند و قابلیت حلالیت بالا در بیشتر سیستم های آلی را دارند که امکان انجام واکنش های گوناگون در محیط یکنواخت و تک فازی را فراهم می آورند.
- نسبت به کارایی بالا قیمت آن ها نیز مناسب است.
- تعداد مراحل واکنش را کاهش می دهند که باعث جلوگیری از اتلاف وقت و هزینه می شود.
هم چنین به راحتی می توان با افزودن گروه های عاملی، خواص و ویژگی های آنان را برحسب نیاز بهبود بخشید و یا تغییر داد.
کاربردهای پراکسید های آلی
- آغازگر واکنش های پلیمریزاسیون پلیمرهایی از قبیل پلی وینیل کلراید
- ساخت کامپوزیت های مقاوم در برابر دما، پوشش های پلیمری، پرکننده و بهبود خواص پلیمرهای ترموست
- در فرایند ساخت داروها، آفت کش ها، حشره کش ها و دیگر مواد شیمیایی مرتبط
- در کامپوزیت پوشش های جامد برای پلاستیکهای ترموست
هم چنین بعلت اینکه این مواد آغازگرهای حرارتی محسوب می شوند به راحتی می توان گرمای لازم جهت انجام واکنش و واکنش پذیری آن ها را فراهم کرد.
سنتز پلی وینیل کلراید و آغازگرهای پروکسی کربنات
اغلب پلی وینیل کلراید مصرفی در جهان با روش پلیمریزاسیون سوسپانسیونی انجام می شود. تکنیک پلیمریزاسیون ناپیوسته نیز رایج ترین روش تولید آن است. برای انجام این پلیمریزاسیون از مونومرهای وینیل کلراید و آغازگر استفاده می شود. هم چنین برای اطمینان از پایداری این سوسپانسیون از یک بافر شیمیایی جهت تنظیم pH استفاده می شود. اخیرا از پروکسی دی کربنات های آلی که زنجیره ی آلی آن ها طولانی است بعنوان آغازگر این پلیمریزاسیون استفاده شده است.
علت این است که در استفاده از همین آغازگرها با زنجیر آلی کوتاه تر معایبی به همراه داشته است، زیرا این مواد اغلب باعث تولید مواد ناپایدار مثل هیدروژن پراکسید در حین فرایند می شوند. هم چنین تولید مواد سمی دیگری مانند آلکیل کلرو فرمات ها را بدنبال دارند که سبب تشکیل رسوب روی سطح راکتورهای در تماس با وینیل کلراید می شوند.
پروکسی دی کربنات های آلی با زنجیر بلند مانند دی مریستیل پروکسی دی کربنات پایدارترند و حمل و نگهداری آن ها نیز به مراتب آسان تر است و حلالیت آن ها در آب از دیگر پراکسیدهای آلی کمتر است. از دیگر مزایای این مواد می توان به کنترل اندازه ذرات وینیل کلراید تولید شده و مورفولوژی بهینه اشاره کرد.
دی مریستیل پروکسی دی کربنات (MYPC)
این ماده یک پراکسید آلی جامد و سفید رنگ با وزن مولکولی 8/514 گرم بر مول است و چگالی آن 947/0 گرم بر سانتی متر مکعب است. از این ترکیب به همراه ترکیبات پراکسید آلی دیگر جهت پلیمریزاسیون و وپلیمریزاسیون وینیل کلراید و وینیلن کلراید و بهبود بازده واکنش استفاده می شود. مواد ناسازگار با این ماده اسیدها و بازهای قوی، فلزات سنگین و نمک های آن ها و کاهنده ها هستند. این ماده تحت دمای بالاتر از دمای محیط ممکن است تجزیه شود و گازهای سمی و حساسیت زا برای چشم و پوست و بعضا اشتعال پذیر در محیط تولید کند که خطرات بسیاری را به دنبال دارد.
این ماده را در دمای پایین نگهداری و حمل می کنند تا ریسک خطرات ناشی از آن کاهش یابد. اما نسبت به گونه های دیگر پراکسیدهای آلی به علت جامد بودن پایدارتر است. این ماده در روند پلیمریزاسیون وینیل کلراید بعنوان یک آغازگر رادیکالی عمل می کند چون توانایی رادیکال شدن بالایی دارد. هم چنین در تولید لاستیک ها و کش های سیلیکونی وینیلی نیز برای اتصالات عرضی واکنش دهنده ها از این ترکیب استفاده می شود. این دسته از واکنش ها تحت حرارت انجام می شود و زمان انجام واکنش نسبت به دیگر روش های بکار برده شده کوتاه تر است.