乙烯基单体(如苯乙烯)在其被合成和纯化的工业过程中,可能发生不合需要的聚合反应。为了避免这一现象,需要向单体反应体系中加入聚合抑制剂2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氧自由基(TEMPO)及其类似物。TEMPO(图1)是一种自由基化合物,它通过阻止自由基链式反应来抑制聚合反应(图2)。典型工业单体,如丙烯酸酯、氯乙烯、丁二烯和苯乙烯,在加工及安全运输和储存过程中都需要聚合抑制剂。许多单体在工业上通过蒸馏法提纯,因而可能发生热聚合反应。例如,苯乙烯在100℃以上的温度下进行蒸馏时,会以每小时约2%的速度发生热聚合反应。抑制聚合反应非常重要,不仅因为聚合产物会污染分馏塔,也因为聚合反应通常是放热反应,如果不加以控制,可能造成失控反应和潜在的爆炸。一旦启动,聚合反应本质上就是自由基链式反应,因此许多聚合抑制剂都是充当自由基清除剂(Kuldeep Wadhwa et. al J Polym Res (2017) 24:201)。
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电子自旋共振(ESR)——也称“电子顺磁共振” (EPR)——技术的推出,使得可以直接测量苯乙烯中的TEMPO。该技术可提供高度灵敏的定量数据,以及关于苯乙烯生产容器中TEMPO水平的可操作信息。布鲁克最先进的台式电子自旋共振波谱仪(命名:“microESR”),为监测苯乙烯生产设施中的TEMPO,提供了一款快速、定量和紧凑的仪器。当前TEMPO水平在生产过程中的不同位置被定量监测,一旦被发现降至设定阈值以下,即可采取适当的措施。相比添加过量的TEMPO,该技术显著节省了成本,同时提高了生产过程的整体安全性。
系统包装中提供有详细SOP,用户只需进行非常简单的样品制备。只需要将苯乙烯样品加到样品管中,然后利用microESR进行测量。
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ESR单体控制系统的特点:
microESR单体控制法的优势
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