两种偶氮化合物热危险性及热分解机理研究

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偶氮化合物是一类易表现出自反应性的化学物质,常用于引发溶液自由基聚合反应,若其相变吸热与分解放热出现重叠,将不利于分解反应动力学规律及热危险性的研究。为此,本文对两种吸放热重叠的固态偶氮化合物[偶氮二异丁腈(AIBN)、偶氮二环己基甲腈(ACCN)]以及其在不同类别溶剂中的热分解动力学和热危险性进行研究。首先,采用动态DSC测定了AIBN和ACCN在固态和在溶剂中的热分解特性,通过对比动力学参数,进行了相变吸热对分解放热影响的分析;然后,采用等温DSC研究了固态AIBN和ACCN的热分解动力学;采用ARC测试了绝热条件下AIBN和ACCN在固态和在溶剂中的热分解特征,并比较了热稳定性;最后,根据ARC得到的热动力学参数,基于Semenov模型对AIBN和ACCN在溶剂中的热危险性进行了定量评估。结果表明,在等温条件下,AIBN分解反应伴随有相变,且具有自催化特性。在动态和绝热条件下,固态AIBN和ACCN的分解均伴随相变,且固态ACCN分解反应最复杂。对AIBN而言,苯胺溶剂不会干扰其分解反应机理,相应的机理函数为G(a)=a2/3。AIBN和ACCN在溶剂中的自加速分解温度(SADT)分别在25-35℃、45-55℃之间,因此,若相关工艺要求其与溶剂混合使用,须严格控制温度,避免热爆炸事故的发生。
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