應用分享 | ESR5000 助力苯乙烯生產中的單體控制

乙(yi)烯基單(dan)體（如苯(ben)乙(yi)烯）在其合成和(he)純化的工業(ye)過程中(zhong)(zhong)，可能發 生不被期(qi)望的聚合反應(ying)。為(wei)了(le)避免這一現象，需(xu)要(yao)向單(dan)體反應(ying)體系中(zhong)(zhong)加入諸(zhu)如2,2,6,6-四甲(jia)基哌啶-1-氧自由基（TEMPO）及其類似物的聚合抑制劑(ji)。

TEMPO（圖1）是一種(zhong)自由基(ji)化(hua)合物，它通(tong)過阻止自由基(ji)鏈式反(fan)應(ying)來抑制(zhi)聚合反(fan)應(ying)（圖2）。典型工業(ye)單體(ti)，如丙(bing)烯(xi)酸酯(zhi)、氯乙(yi)(yi) 烯(xi)、丁二烯(xi)和(he)苯(ben)乙(yi)(yi)烯(xi)，在(zai)加工及安全(quan)運輸和(he)儲(chu)存過程中都需(xu)要聚 合抑制(zhi)劑。許(xu)多單體(ti)在(zai)工業(ye)上通(tong)過蒸餾法提純，因而可能導致(zhi)熱 引發聚合反(fan)應(ying)的(de)(de)發生(sheng)。例(li)如，苯(ben)乙(yi)(yi)烯(xi)在(zai)100℃以(yi)上的(de)(de)溫(wen)度(du)下進(jin)行(xing) 蒸餾時(shi)，會(hui)以(yi)每小時(shi)約(yue)2%的(de)(de)速度(du)發生(sheng)熱聚合反(fan)應(ying)。

抑制(zhi)(zhi)聚(ju)(ju)合(he)反(fan)應(ying)(ying)非常(chang)重要(yao)，不(bu)(bu)僅(jin)因(yin)為(wei)聚(ju)(ju)合(he)產物會污染分餾(liu)塔，也因(yin)為(wei)聚(ju)(ju)合(he)反(fan)應(ying)(ying)通常(chang)是(shi)放熱(re)反(fan)應(ying)(ying)，如果(guo)不(bu)(bu)加(jia)以控制(zhi)(zhi)，可能造成(cheng)失控反(fan)應(ying)(ying)和潛在的風險。一經(jing)引發，聚(ju)(ju)合(he)反(fan)應(ying)(ying)本(ben)質上就是(shi)自由(you)基鏈式反(fan)應(ying)(ying)，因(yin)此許多聚(ju)(ju)合(he)抑制(zhi)(zhi)劑都是(shi)充當自由(you)基清(qing)除劑的（Kuldeep Wadhwa et. al J Polym Res (2017) 24:201）。

電(dian)子自(zi)旋(xuan)共振(zhen)（ESR）——也稱“電(dian)子順(shun)磁共振(zhen)"（EPR）—— 技術(shu)的(de)引入(ru)，可(ke)以實現(xian)苯乙烯中的(de)TEMPO的(de)直接測(ce)定(ding)(ding)。該(gai)技術(shu)可(ke)提(ti)供高度靈敏的(de)定(ding)(ding)量數(shu)據，給出關于苯乙烯生產(chan)容器中的(de)TEMPO 含(han)量水(shui)平(ping)的(de)可(ke)操(cao)作信息。布(bu)魯克先進的(de)臺式電(dian)子自(zi)旋(xuan)共振(zhen)波譜 儀(yi)（“ESR5000 "），為監測(ce)苯乙烯生產(chan)設(she)施中的(de)TEMPO，提(ti)供了(le)(le)一款快(kuai)速、定(ding)(ding)量和極其(qi)緊湊的(de)儀(yi)器。當(dang)前的(de)TEMPO水(shui)平(ping)在生產(chan)過程中的(de)不同位置被定(ding)(ding)量監測(ce)，一旦發(fa)現(xian)其(qi)降(jiang)至(zhi)設(she)定(ding)(ding)閾值以 下，即可(ke)采(cai)取適(shi)當(dang)的(de)措(cuo)施。相比添加過量的(de)TEMPO，該(gai)技術(shu)明顯節(jie)省了(le)(le)成本，同時提(ti)高了(le)(le)生產(chan)過程的(de)整體安(an)全性(xing)。

系統包裝(zhuang)中(zhong)提(ti)供有詳(xiang)細SOP，用(yong)戶只需進行非(fei)常簡單(dan)的樣品制(zhi) 備(bei)。將(jiang)苯乙烯樣品加到樣品管(guan)中(zhong)，然(ran)后利用(yong)microESR進行測量即可。

ESR5000 單體控制法的益處

◇  提(ti)高工廠(chang)效(xiao)率和產品產量

◇  提高工廠(chang)經濟效益：降低(di)聚合抑(yi)制(zhi)劑成本(ben)（TEMPO）和(he)單體損耗

◇  降低實驗(yan)室運營(ying)成本：簡(jian)單(dan)的監測(ce)系(xi)統快速提供可操作(zuo)的信息

◇  提高工(gong)廠安全性(xing)：降低“失控"聚合(he)反(fan)應及后(hou)續(xu)停工(gong)的風險(xian)

◇  提(ti)高生(sheng)產能力和加強設備保護

ESR5000 單體控制系統的優勢

◇  快至5分鐘內測出(chu)TEMPO水平，定(ding)量(liang)限低(di)至0.5 ppm

◇  包含簡單樣(yang)品制備和測量(liang)工(gong)作(zuo)流的(de)SOP

◇  緊湊、輕量(liang)、占用空間(jian)小

◇  集成的自動(dong)化(hua)軟件，幫助實現高通(tong)量測量和數據分(fen)析