引发剂系列

来源：Seebio.cn作者：西宝生物人气：-发表时间：2012-02-09 10:58:00【大中小】

引发剂，英文为initiator，又称自由基引发剂，指一类容易受热分解成自由基（即初级自由基）的化合物，可用于引发烯类、双烯类单体的自由基聚合和共聚合反应，也可用于不饱和聚酯的交联固化和高分子。

在生物化学领域，引发剂能使正常细胞转变为显性肿瘤细胞的化学致癌物，必须在促长剂之前给予，单次接触或染毒即可产生作用，其作用可累加，而不可逆，不存在阈量；可产生亲电子物质与细胞大分子(DNA)共价结合，绝大多数为致突变物。

引发剂在胶黏剂和密封剂的研究和生产中作用很大，应用的多是自由基型，它表现出独特的化学活性，在热或光的作用下发生共价键均裂而生成两个自由基，能够引发聚合反应。自由基聚合是研究早、工业化应用广泛的聚合反应。与其他聚合历程相比，自由基聚合具有单体来源广泛、工艺简单、价格低廉、产品丰富的特点，因而一直受到人们的重视。丙烯酸酯溶剂聚合制备压敏胶，醋酸乙烯溶剂聚合制造建筑胶和建筑密封胶，合成苯丙乳液、乙丙乳液、VAE乳液、丁苯胶乳、氯丁胶乳、白乳胶等，接枝氯丁胶黏剂，sBs接枝胶黏剂，不饱和聚酯树脂交联固化，厌氧胶固化，快固丙烯酸酯结构胶黏剂固化等，都必须使用引发剂。引发剂可以直接影响聚合反应过程能否顺利进行，也会影响聚合反应速率，还会影响产品的储存期。

引发剂分类

引发剂有多种分类方法，按引发剂的分子结构，可以分为偶氮类、过氧类和氧化还原类。也可以按照其溶解性能分为水溶性引发剂（如无机类的过硫酸盐、过氧化氢、水溶偶氮引发剂等）和油溶性（溶于单体或有机溶剂）的有机类引发剂。可以按照引发剂的分解方式将引发剂分为热分解型和氧化还原分解型两类。或者按照引发剂的使用温度范围，分为：①高温（100℃以上）类,如烷基过氧化物、烷基过氧化氢物、过氧化酯等；②中温 (40～100℃)类，如偶氮二异丁腈、过氧化二酰、过硫酸盐等；③较低温(0～40℃)类,如氧化还原引发体系。因此应根据聚合反应的温度要求来选择引发剂。如果高温引发剂用在中温范围聚合，则分解速率过低，而使聚合时间延长；如果中温引发剂用于高温范围聚合，则分解速率过快，引发剂过早消耗，在低聚合转化率阶段就停止反应。

在胶黏剂中常用的是自由基型引发剂，包括过氧化合物引发剂和偶氮类引发剂及氧化还原引发剂等，过氧化物引发剂又分为有机过氧化物引发剂和无机过氧化物引发剂。

1、过氧化物引发剂

有机过氧化物引发剂
有机过氧化合物的结构通式为R—O—O—H或R—O—O—R,R为烷基、酰基、碳酸酯基等。有机过氧化合物分为如下6类
(1)酰类过氧化物(过氧化苯甲酰、过氧化月桂酰)。
(2)氢过氧化物(异丙苯过氧化氢、叔丁基过氧化氢)。
(3)二烷基过氧化物(过氧化二叔丁基、过氧化二异丙苯)。
(4)酯类过氧化物(过氧化苯甲酸叔丁酯、过氧化叔戊酸叔丁基酯).
(5)酮类过氧化物(过氧化甲乙酮、过氧化环己酮)。
(6)二碳酸酯过氧化物(过氧化二碳酸二异丙酯、过氧化二碳酸二环己酯)。
有机过氧化物的活性次序为：二碳酸酯过氧化物酰类过氧化物酯类过氧化物二烷基过氧化物氢过氧化物。
有机过氧化物引发剂是油溶性过氧化物，可引发不饱和聚酯的聚合、橡胶的硫化、氯乙烯、苯乙烯等烯类单体的聚合。而对于聚氯乙烯悬浮聚合采用有机过氧化物为引发剂。

无机过氧化物引发剂
无机过氧化合物因溶于水，多用于乳液和水溶液聚合反应，主要为过硫酸盐类，如过硫酸钾、过硫酸钠、过硫酸铵，其中常用的是过硫酸铵和过硫酸钾。

2、偶氮类引发剂
偶氮类引发剂有偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈，属低活性引发剂。常用的为偶氮二异丁腈，使用温度范围50～65℃，分解均匀，只形成一种自由基，无其他副反应。比较稳定，纯粹状态可安全储存，但在80～90℃也急剧分解。其缺点是分解速率较低，形成的异了腈自由基缺乏脱氢能力，故不能用作接枝聚合的引发剂。
偶氮二异庚腈活性较大，引发效率高，可以取代偶氮二异丁腈。而偶氮二异丁酸二甲酯(AIBME)引发活性适中，聚合反应易控，聚合过程无残渣，产品转化率高，分解产物无害，是偶氮二异丁腈(AIBN)的替代品。
水溶性引发剂普遍适用于高分子合成的水溶液聚合与乳液聚合中。与一般类型的偶氮引发剂相比，水溶性偶氮引发剂引发效率高，产品的相对分子质量相对比较高、水溶性好、且残留体少。带有端基的水溶性引发剂，还可以用于制备遥爪聚合物。水溶性偶氮引发剂有偶氮二异丁基脒盐酸盐（V-50引发剂），适用于中温引发分解反应。

3、氧化还原引发剂
过氧化物引发剂和偶氮类引发剂分解温度较高(50～100℃)，限制了在低温聚合反应的应用。氧化还原引发体系是利用氧化剂和还原剂之间的电子转移所生成的自由基引发聚合反应。因此氧化还原引发剂较之热分解引发剂具有可以在较低温度(0～50℃)下引发聚合反应，其优点可以提高反应速率，降低能耗。可构成氧化还原体系的有过氧化苯甲酰/蔗糖、叔丁基过氧化氢/雕白块、叔丁基过氧化氢/焦亚硫酸钠、过氧化苯甲酰/N,N-二甲基苯胺。过硫酸铵/亚硫酸氢钠、过硫酸钾/亚硫酸氢钠、过氧化氢/酒石酸、过氧化氢/吊白块、过硫酸铵/硫酸亚铁、过氧化氢/硫酸亚铁、过氧化苯甲酰//N,N-二乙基苯胺、过氧化苯甲酰/焦磷酸亚铁、过硫酸钾/硝酸银、过硫酸盐/硫醇、异丙苯过氧化氢/氯化亚铁、过硫酸钾/氯化亚铁、过氧化氢/氯化亚铁、异丙苯过氧化氢/四乙烯亚胺等。其中叔丁基过氧化氢/焦亚硫酸钠反应速度适宜。

4、双官能度及多官能度引发剂
双官能度引发剂是指在同一个引发剂分子中含有两个活性基团的化合物，这些基团可以是过氧键、过酯键、过酰键或偶氮键，它们可以分解产生自由基引发聚合反应。分为对称型(即两个活性基团活性相同，如(I)和不对称型(即两个活性基团活性不相同)。
多官能度引发剂，是指一个引发剂分子中含有3个以上活性基团的化合物，这些活性基团可以通过分解产生自由基引发聚合反应。此外人们又合成出一个分子中有数目众多的多官能度引发剂，用此类引发剂一般来合成超支化聚合物。

特性参数

(1)分解速率常数
在一定的温度下，单体聚合速度在很大程度上取决于引发剂的分解速率Rd，其与引发剂浓度[I]一次方成正比，醋酸乙酯可显著促进过硫酸酸盐的分解反应，其分解速率常数在80℃时由0.248h-1增加至2.08h-1。甲醇对过硫酸盐的分解也有很大影响，当甲醇浓度为1mol/L时，其分解速率会增大25倍。乳化剂十二烷基硫酸钠对过硫酸盐的分解也有明显促进作用。

(2)活性氧含量
活性氧含量也称有效氧含量，表示一定质量的过氧化物分解后产生的自由基数量。

(3)临界温度
即指过氧化物受热分解产生自由基时的最低温度。临界温度与分解温度稍有区别，分解温度是过氧化物的半衰期为10h(或1min)时的温度。作为引发剂的过氧化物临界温度大都在60～130℃，若低于60℃，则室温很不稳定，不宜用作引发剂。

(4)半衰期
半衰期是指在一定的温度下，引发剂分解至起始浓度一半时所需的时间，用于衡量引发剂活性或反应速率的大小，例如当60℃时，通常将引发剂在某种溶剂(苯或甲苯)中半衰期10h的分解温度称为引发剂的分解温度。

(5)活化能
活化能Ed是决定引发剂分解速率的一个重要因素，可由Arrhenius经验公式求得。活化能大，引发剂不易分解，但较稳定;活化能小，容易分解产生自由基。引发剂的分解速率常数、半衰期、分解活化能可作为选择引发剂、聚合温度和生产周期的依据。

选择与使用

不同的聚合方法，不同的工艺条件，不同的产品用途，应当选择不同的引发剂。

(1)溶液聚合应选择适当溶解性的有机过氧化物或偶氮类引发剂;水溶液或水乳液聚合则选用无机过氧化物或水溶性氧化还原体系引发剂及水溶性偶氮引发剂等。

(2)根据聚合反应温度选择活化能和半衰期适当的引发剂，例如高温(100℃)，活化能138～183kJ/mol的引发剂有异丙苯过氧化氢、叔丁基过氧化氢、过氧化二叔丁基;中温(30～100℃)，活化能110～138kJ/mol的引发剂有过氧化苯甲酰、过氧化月桂酰、偶氮二异丁腈、过硫酸盐;低温(-10～30℃)，活化能63～110kJ/mol的引发剂有异丙苯过氧化氢/氯化亚铁、过氧化苯甲酰/N，N-二甲基苯胺。一般应选择半衰期与聚合时间同数量级或相当的引发剂。

(3)尽量采用氧化还原引发剂。

(4)所选用的引发剂不应对聚合物的质量和性能有不良影响。

(5)引发剂的用量要适宜，不可过多过少，多则反应速度太决，难以控制;少则不易引发，反应不能正常进行，影响聚合物性能。用量一般为单体量的0.12%～0.7%，采用两种以上的引发剂复配，可以调整半衰期，效果更好。

(6)储存稳定，安全可靠。

(7)无毒，不危害健康，不对环境产生负面影响。

(8)来源确保，价格适宜。

相关产品

产品编号/品名	CAS编号/化学式	性状描述	应用
108681 V-60 引发剂偶氮二异丁腈简称ABIN	CAS编号：78-67-1 C₈H₁₂N₄=164.21	外观：白色柱状结晶溶解性：不溶于水，溶于甲醇、乙醇低温油溶性引发剂	用作聚氯乙烯、聚乙烯醇、聚苯乙烯、聚丙烯腈等单体的聚合引发剂。
108682 V-65 引发剂偶氮二异庚腈 ABVN	CAS编号：4419-11-8 C₁₄H₂₄N₄=248.3672	外观：白色菱形结晶溶解性：不溶于水，能溶于醇、醚和有机溶剂高温油溶性引发剂	用于聚氯乙烯悬浮聚合中，还可用作聚丙烯腈、聚乙烯醇、有机玻璃等高分子合成材料的高效引发剂。也可用作橡胶、塑料的发泡剂。
108686 V-601引发剂偶氮二异丁酸二甲酯 AIBME	CAS编号：2589-57-3　 C10H18N2O4=230.2609	外观：白色或轻微黄色结晶溶解性：不溶于水，溶于甲醇和甲苯。不含氰基，油溶性引发剂	用作聚合物的引发剂。
108685 V50 引发剂偶氮二异丁脒盐酸盐	CAS编号：2997-92-4 C₈H₂₀C_l2N₆=271.1906	外观：白色粉末溶解性：溶于水、甲醇、酸的水溶液；不溶于甲苯水溶性引发剂，不含氰基基团	用作阳离子聚合物引发剂。
108683 VA044 引发剂偶氮二异丙基咪唑啉盐酸盐 ACVA	CAS编号：27776-21-2 C₁₂H₂₄C_l2N₆=323.2652	外观：白色或近白色结晶粉末溶解性：溶于水，不溶于甲醇、甲苯等有机溶剂水溶性引发剂	用作聚氯乙烯，聚丙烯腈，聚乙烯醇，合成纤维的引发剂，也可以用作塑料和橡胶的发泡剂。
108684 V30 引发剂偶氮异丁氰基甲酰胺 CABN	CAS编号：10288-28-5 C₅H₈N₄O= 140.1432	外观：黄色结晶溶解性：溶于甲醇、水水溶性及油溶性引发剂	两性引发剂，主要作为聚合物引发剂，应用范围比较广。
108687 V40 引发剂偶氮二环己基甲腈 ACCN	CAS编号：2094-98-6 C₁₄H₂₀N₄=244.3354	外观：白色结晶溶解性：不溶于水，溶于苯和甲苯等有机溶剂油溶性引发剂	用作聚合物的引发剂。
108689 V501引发剂偶氮二氰基戊酸 ACVA	CAS编号：2638-94-0 C₁₂H₁₆N₄O₄=278.2651	外观：白色结晶溶解性：溶于水水溶性引发剂	用作聚氯乙烯、聚丙烯腈、聚乙烯醇、合成光纤等聚合物的引发剂，还可以用于塑料及人造橡胶的发泡剂。
108680 VA061 引发剂偶氮二异丙基咪唑啉 AIP	CAS编号：20858-12-2 C₁₂H₂₂N₆=250.3433	外观：白色结晶粉末溶解性：微溶于水，溶于甲醇和酸的溶液，不溶于甲苯和正己烷油溶性引发剂	用作乙烯基化合物的聚合引发剂。
108678 V59 引发剂偶氮二异戊腈 AMBN	CAS编号：13472-08-7 C₁₀H₁₆N₄=192.2608	外观：白色结晶溶解性：不溶于水，溶于甲醇、乙醇、丙酮等有机溶剂油溶性引发剂	用作乙烯基化合物的聚合引发剂。
128330 引发剂 DCP 过氧化二异丙苯	CAS编号：80-43-3 C₁₂H₂₀O₂=196.286	外观：白色菱形结晶溶解性：不溶于水，能溶于醇、醚和苯等有机溶剂油溶性低活性过氧类引发剂	可作为单体聚合的引发剂，高分子材料的硫化剂、交联剂、固化剂、阻燃添加剂等。
110263 引发剂 BPO	CAS编号：94-36-0 C₁₄H₁₀O₄=242.23	外观：白色颗粒或粉末溶解性：不溶于水溶于有机溶剂油溶性低活性过氧类引发剂	用作有机玻璃胶粘剂等的引发剂。还可作为硅橡胶和氟橡胶的硫化剂、交联剂，接枝聚合基，不饱和聚酯树脂固化剂。
126910 引发剂 DTBP 二叔丁基过氧化物	CAS编号：110-05-4 C₈H₁₈O₂=146.2273	外观：无色至微黄色透明液体溶解性：不溶于水，溶于丙酮、甲苯等油溶性过氧类引发剂	用作单体的聚合引发剂；不饱和聚酯和硅橡胶的交联剂、聚丙烯改性剂、橡胶硫化剂等。
122223 引发剂 CHP 过氧化氢异丙苯	CAS编号：80-15-9 C₉H₁₄O₂=154.2063	外观：无色菱形结晶溶解性：溶于乙醇、丙酮、酯等油溶性过氧类引发剂	用于乙烯裂解汽油脱砷和ABS接枝聚合引发剂。
149621 引发剂 LPO 过氧化月桂酰	CAS编号：05-74-8 C₂₄H₄₆O₄=398.6196	外观：白色粒状固体溶解性：溶于乙醚、丙酮、氯仿等油溶性过氧类引发剂	用作高压聚乙烯的引发剂和食品用的漂白剂。
114761 引发剂 TBPB 过氧化苯甲酸特丁酯	CAS编号：614-45-9 C₁₁H₁₄O₃=194.2271	外观：无色至微黄色透明液体溶解性：溶于乙醇、乙醚、丙酮等有机溶剂油溶性过氧类引发剂	用作高压聚乙烯的引发剂、硅橡胶硫化剂、不饱和聚酯固化剂。
110267 引发剂 BPPD 过氧化二碳酸双（2-苯氧乙基）酯	CAS编号：41935-39-1 C₁₈H₁₈O₈=362.3307	外观：无色或微黄色结晶粉末溶解性：溶于二氯甲烷、氯仿等油溶性过氧类引发剂	用作聚氯乙烯悬浮聚合的引发剂。
110268 引发剂 EHP 过氧化二碳酸二(2-乙基己)酯	CAS编号：16111-62-9 C₁₈H₃₄O₆=346.459	外观：无色透明液体溶解性：溶于甲苯、二甲苯、矿物油等油溶性过氧类引发剂	用于聚氯乙烯、高压聚乙烯及其他共聚物的聚合引发剂。
110269 引发剂 IPP 过氧化二碳酸二异丙酯	CAS编号：105-64-6 C₇H₁₄O₄=162.1837	外观：无色液体溶解性：溶于脂肪烃、芳香烃、酯、醚和卤代烃等有机溶剂油溶性、高活性、过氧类游离基型引发剂	用作氯乙烯及其他单体聚合或共聚的低温引发剂。
110266 引发剂 DCPD 过氧化二碳酸二环己酯	CAS编号：1561-49-5 C₁₄H₂₂O₆=286.3209	外观：白色固体粉末溶解性：易溶于芳烃、卤代烃、酯、和酮油溶性、过氧类高效引发剂	可用于氯乙烯－乙酸乙烯酯的共聚合。也可用于氯乙烯、乙烯以及丙烯酸酯类的聚合。
114090 引发剂 MEKP 过氧化甲乙酮	CAS编号：1338-23-4 C₈H₁₈O₆=210.2249	外观：无色透明油状液体溶解性：溶于苯、醚和酯油溶性过氧类引发剂	用作有机合成的引发剂；不饱和聚酯树脂的常温固化剂,漂白剂,杀菌剂。
122681 过氧化环己酮	CAS编号：12262-58-7 C₆H₆Cl₆=290.8298	外观：白色或微黄色粉末溶解性：不溶于水,溶于乙醇、丙酮、苯油溶性过氧类稳定	用作橡胶、塑料的聚合引发剂及不饱和聚酯的交联剂。
106412 APS 过硫酸铵	CAS编号：7727-54-0 (NH₄)₂S₂O₈=228.201	外观：白色结晶溶解性：溶于水水溶性引发剂	用作高分子聚合物的引发剂；食品保存剂和氧化剂。
168841 KPS 过硫酸钾	CAS编号：7727-21-1 K₂O₈S₂=270.3218	外观：白色结晶粉末溶解性：溶于水水溶性引发剂	用作引发剂也可用作漂白剂，氧化剂等。