A di-terc-butil-peroxid (DTBP), kémiai képlete (CH3)₃C–O–O–C(CH₃)3, CAS-száma 110-05-4, egy dialkil-peroxid, amelyet széles körben használnak szabad gyökös iniciátorként és magas hőmérsékletű térhálósító szerként. Színtelen vagy világossárga színű folyadék, enyhe, jellegzetes szaggal, molekulatömege 146,23 g/mol, felezési ideje körülbelül 126 °C-on 10 óra – így ez az egyik leghőállóbb szerves peroxid, amely a kereskedelemben kapható.
A diacil-peroxidokkal vagy peroxi-észterekkel ellentétben a DTBP tisztán bomlik terc-butoxigyökökre, végül acetonra és metánra, így nem keletkezik savas melléktermék. Ez a tiszta bomlási profil különösen értékessé teszi azokban a folyamatokban, ahol a visszamaradó savasság rontja a termék minőségét vagy korrodálja a berendezést.
Meghaladta a globális keresletet a szerves peroxidok iránt – amelynek kulcsszegmense a DTBP 350 000 tonna A legutóbbi becslések szerint évente, a polimerfeldolgozás, az üzemanyag-adalékanyagok és a speciális kémiai szintézisek növekedése miatt.
Főbb fizikai és kémiai tulajdonságok
A DTBP tulajdonságainak megértése elengedhetetlen az alternatív iniciátorokkal szembeni kiválasztásához és a biztonságos kezeléshez a termelési környezetben.
| Tulajdonság | Érték |
| CAS szám | 110-05-4 |
| Molekuláris képlet | C8H18O2 |
| Molekulatömeg | 146,23 g/mol |
| Megjelenés | Színtelen vagy halványsárga folyadék |
| Forráspont | 109-111 °C |
| Lobbanáspont | 18°C (zárt csésze) |
| Sűrűség | ~0,794 g/cm³ 20°C-on |
| Öngyorsító bomlási hőmérséklet (SADT) | ~80°C (ömlesztett) |
| Aktív oxigéntartalom | 10,95% |
| Felezési idő 130°C-on | ~6,6 óra |
1. táblázat: A di-terc-butil-peroxid (DTBP) legfontosabb fizikai-kémiai tulajdonságai
A DTBP az elegyedik a legtöbb szerves oldószerrel és gyakorlatilag nem oldódik vízben, ami megkönnyíti tiszta reagensként vagy szénhidrogén hordozókkal keverve történő felhasználását. Viszonylag alacsony aktív oxigéntartalma (10,95%) a peroxiészterekhez képest gyengédebb, jobban szabályozható gyökáramot eredményez – előny az érzékeny polimer készítményekben, ahol az ellenőrizetlen térhálósodás hibákat okoz.
A DTBP elsődleges ipari alkalmazásai
Polimer térhálósítás és vulkanizálás
A DTBP az extensively employed as a térhálósító szer polietilénhez (PE), etilén-propilén gumikhoz (EPR/EPDM) és szilikon elasztomerekhez . A vezetékek és kábelek szigetelésében lehetővé teszi, hogy a térhálósított polietilén (XLPE) jelentősen jobb hőállóságot, mechanikai szilárdságot és hosszú távú elektromos teljesítményt érjen el a nem térhálósított PE-hez képest. A tipikus felhasználási szintek a 1-3 phr (rész/száz gyanta), 160°C feletti hőmérsékleten feldolgozva a teljes bomlás és gyökképződés biztosítása érdekében.
A szilikongumi vulkanizálás során a DTBP-t előnyben részesítik átlátszó vagy világos színű cikkeknél, mivel lebomlása során nem keletkeznek festő melléktermékek – ez néhány benzoil-peroxid alapú rendszer korlátozása.
Üzemanyag és kenőanyag adalék (cetánszám javító)
A DTBP egyik leggyorsabban növekvő alkalmazási területe a cetánszám javító dízel üzemanyagban . A kezelési arányoknál 500–2000 ppm , a DTBP 3–8 ponttal növelheti a gázolaj cetánszámát, javítva az égés hatékonyságát, csökkentve a gyújtás késleltetését és a hidegindítási károsanyag-kibocsátást. Ez az alkalmazás egyre nagyobb figyelmet kapott, mivel a finomítók nagyobb arányban kevernek alacsony cetánszámú összetevőket (például hidrogénezett növényi olajokat, Fischer-Tropsch desztillátumokat) a dízelkészletbe, hogy megfeleljenek az alacsony kéntartalmú és a megújuló üzemanyagokra vonatkozó előírásoknak.
A 2-etilhexil-nitráthoz (2-EHN) képest a DTBP nem tartalmaz nitrogént, ami előnyt jelent a kibocsátási profilokban – különösen fontos a szigorú NOx-előírásokkal rendelkező piacokon.
Polimerizációs iniciátor speciális gyantákban
Magas bomlási hőmérséklete miatt a DTBP a választott iniciátor magas hőmérsékletű ömlesztett és oldatos polimerizációk sztirol, akrilátok és vinil-acetát, különösen ott, ahol az alacsony hőmérsékletű iniciátorok idő előtt lebomlanak a kompaundálás vagy az olvadékfeldolgozás során. LDPE autokláv reaktorokban nagy nyomáson etilén kopolimerizációjának kezdeményezésére is használják.
Kémiai szintézis közbenső termék
A finomkémiai és gyógyszeripari gyártásban a DTBP terc-butoxigyökök forrásaként szolgál a szelektív C-H funkcionalizálási reakciókhoz. Terc-butil-észterek szintézisében, oxidatív kapcsolási reakciókban, valamint enyhe oxidálószerként használják a fémkatalizált keresztkapcsolási kémiában – beleértve a C–N és C–O kötések kialakulását átmenetifém-katalízis során.
DTBP vs. egyéb szerves peroxid-iniciátorok: Összehasonlító kiválasztási útmutató
A megfelelő peroxid iniciátor kiválasztásához egyensúlyba kell hozni a bomlási hőmérsékletet, a gyökhatást, a melléktermék profilt és a költségeket. Az alábbiakban bemutatjuk, hogyan viszonyul a DTBP a gyakran használt alternatívákhoz:
| peroxid | 10 órás felezési idő | Melléktermékek | Tipikus használat |
| DTBP | ~126°C | Aceton, metán (nem savas) | XLPE, szilikongumi, cetánszám javító |
| Dikumil-peroxid (DCP) | ~117°C | Acetofenon, kumil-alkohol (szag) | PE/gumi térhálósítás |
| Benzoil-peroxid (BPO) | ~73°C | Benzoesav (savas, festő) | Akrilát polimerizáció, ragasztók |
| TBHP (terc-butil-hidroperoxid) | ~171°C | terc-butanol (vízben oldódó) | Oxidációs katalízis, emulziós polimerizáció |
2. táblázat: A DTBP és a szokásos szerves peroxid iniciátorok összehasonlítása termikus profil és alkalmazási illeszkedés szerint
A DTBP előnye a DCP-vel szemben abban rejlik rossz szagú bomlástermékek hiánya — kritikus tényező az élelmiszerekkel érintkezésbe kerülő vagy orvosi minőségű elasztomer gyártásban. A BPO-val szemben nagyobb termikus stabilitása lehetővé teszi a 150°C feletti olvadékfázisú feldolgozásban történő alkalmazást anélkül, hogy a kompaundálás során idő előtt aktiválódna.
Tárolási, kezelési és szabályozási szempontok
A DTBP az classified as a gyúlékony folyadék (UN 2102, 3. osztály) a nemzetközi szállítási előírások szerint, körülbelül 18°C lobbanásponttal. Annak ellenére, hogy a szerves peroxidok között viszonylag magas hőstabilitása van, a megállapított biztonsági protokollok szerint kell tárolni:
- Tárolja alább 40°C jól szellőző helyen hőforrástól, nyílt lángtól és összeférhetetlen anyagoktól (redukálószerek, erős savak) távol
- A tartályokat szorosan lezárva kell tartani a párolgás elkerülése érdekében (forráspont ~110°C; a gőznyomás környezeti hőmérsékleten jelentős)
- DTBP kell oxidálószerekkel vagy klórozott oldószerekkel együtt nem tárolható , amely katalizálhatja a bomlást
- Az ömlesztett mennyiségek antisztatikus földelést igényelnek az átvitel során a folyadék alacsony elektromos vezetőképessége miatt
Szabályozási szempontból a DTBP a következő alatt van bejegyezve REACH (EC No. 202-679-4) és szerepel a főbb nemzeti jegyzékekben, beleértve a kínai IECSC-t, az Egyesült Államok TSCA-jegyzékét és az EU EINECS-ét. Jelenleg nincs besorolva a különös aggodalomra okot adó anyagként (SVHC), bár az SDS-dokumentációnak minden joghatóságban meg kell felelnie a GHS-követelményeknek.
Élelmiszerrel érintkező polimer alkalmazásoknál (pl. XLPE csövek ivóvízhez) a feldolgozóknak ellenőrizniük kell, hogy megfelelnek-e az FDA 21 CFR vagy a 10/2011 EU-rendelet szerinti kioldódási határértékeknek, mivel a maradék bomlástermékek – elsősorban az aceton – kioldódási vizsgálatnak vethetők alá.
Gyakran ismételt kérdések a di-tert-butil-peroxiddal kapcsolatban
- Mi a di-tert-butil-peroxid fő felhasználási területe?
A DTBP az primarily used as a free-radical initiator for crosslinking polyethylene and rubber, as a high-temperature polymerization catalyst, and as a cetane number improver in diesel fuel formulations.
- Miben hasonlít a DTBP a dikumil-peroxidhoz (DCP) a gumi térhálósítására?
A DTBP valamivel magasabb bomlási hőmérséklettel rendelkezik, és szagtalan melléktermékeket (acetont és metánt) termel, így előnyösebb a világos színű vagy szagérzékeny alkalmazásokhoz. A DCP általában költséghatékonyabb a szabványos EPDM és PE térhálósításoknál, ahol a szag nem okoz gondot.
- Biztonságos a di-tert-butil-peroxid kezelése?
A DTBP az a flammable liquid that requires standard peroxide handling precautions — proper ventilation, grounding during transfer, and storage below 40°C away from ignition sources. It has a relatively favorable safety profile compared to lower-temperature peroxides, as it does not detonate under normal conditions and is classified as a non-self-reactive substance in bulk transport.
- Milyen bomlástermékeket termel a DTBP?
Hőbomláskor a DTBP terc-butoxi-gyököket eredményez, amelyek tovább aceton- és metil-gyökökké fragmentálódnak. A végső illékony termékek az aceton és a metán – nem savasak és nem festenek, ami számos polimer alkalmazásnál előny.
- Mi a DTBP ajánlott tárolási hőmérséklete?
DTBP kell be stored below 40°C in a cool, well-ventilated area. Unlike some organic peroxides that require refrigerated storage, DTBP is stable at ambient temperatures provided it is kept away from heat sources and incompatible chemicals.
Adminisztrátor
