南京工业大学团队开发新型抑制剂显著提升TBPB热安全性
2025-06-05 15:25
来源:中国科学院
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南京工业大学蒋军成教授和倪磊教授带领的研究团队在化学品安全领域取得重要突破。该团队发现自由基清除剂TEMPO可有效抑制有机过氧化物TBPB的热分解风险,相关研究成果发表在《应急管理科技》期刊上。这项研究为化工生产过程中的热危害防控提供了创新解决方案。添加抑制剂(TEMPO)前后绝热温升对比

TBPB(过氧化苯甲酸叔丁酯)作为一种高效的聚合反应引发剂,广泛应用于高分子材料合成领域。然而,其分子结构中的过氧化物键对温度变化极为敏感,在生产和储运过程中容易发生热分解,甚至引发爆炸事故。研究团队通过系统的实验分析,深入探究了TBPB的热分解机理。

"我们采用多种先进分析技术对TBPB的热行为进行了全面表征,"蒋军成教授介绍道,"差示扫描量热法测试显示,TBPB在100-210℃温度区间会发生剧烈放热反应,峰值温度约150℃,平均放热量高达924.59 J/g。"进一步的傅里叶变换红外光谱分析鉴定出醇类、醛类等多种挥发性分解产物,电子顺磁共振光谱则检测到烷氧基和烷基自由基的存在。

针对这一安全隐患,研究团队创新性地引入TEMPO作为自由基清除剂。实验结果表明,TEMPO能够有效阻断自由基链式反应,显著改善TBPB的热稳定性。"添加TEMPO后,TBPB的绝热温升降低了43.93℃,总放热量减少25%,压力累积下降0.43MPa,"倪磊教授详细说明了实验结果,"这些数据充分证明了TEMPO的抑制效果。"

该研究成果具有重要的工程应用价值:

为化工企业提供了提升TBPB操作安全性的可行方案

降低了聚合反应过程中的热失控风险

改善了危险化学品的储运安全性

为其他过氧化物类物质的安全使用提供了参考

目前,研究团队正在进一步优化抑制剂配方,探索在不同工业场景中的应用条件。这项研究不仅解决了实际生产中的安全问题,也为化学品本质安全设计提供了新的研究思路。随着化工行业对高效引发剂需求的持续增长,此类安全技术的开发将具有越来越重要的现实意义。

更多信息: Danfeng Zhang 等,过苯甲酸叔丁酯分解的热危害评估及自由基抑制,应急管理科学与技术(2025)。

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