Уводзіны ў бензайлпераксід
Бензайлпераксід (BPO), CAS 94-36-0, з'яўляецца адным з самых шырока прызнаных і выкарыстоўваемых арганічных пераксіду як у прамысловых, так і ў спажывецкіх мэтах. Як дыяцылавы пераксід з малекулярнай формулай C₁₄H₁₀O₄, БПО служыць універсальным ініцыятарам свабоднарадыкальнай палімерызацыі, сродкам для звязвання, адбельвальным сродкам і актыўным фармацэўтычным інгрэдыентам для лячэння акнэ. Яго ўнікальнае спалучэнне рэактыўнасці, устойлівасці пры належным абыходжанні і шырокага спектра прымянення зрабіла бензайлпераксід незаменным хімічным рэчывам у многіх галінах прамысловасці.
Асноўныя факты: бензайлпераксід (BPO)
- Нумар CAS: 94-36-0
- Назва па IUPAC: Дибензойлпераксід
- Молекулярная формула: C₁₄H₁₀O₄
- Малекулярная маса: 242,23 г/моль
- Знешні выгляд: Белыя зярністыя парашкі або крышталі
- Тэмпература плаўлення: 103-106°C (раскладаецца)
- Шчыльнасць: ~1,33 г/см³
- Змест актыўнага кіслароду: 6,6% (тэарэтычна)
- Тэмпература 10-гадзіннага перыяду паўраспаду: ~73°C (у бензоле)
- Тэмпература 1-гадзіннага перыяду паўраспаду: ~92°C
- Тэмпература ўзнікнення дэфармацыі пры націсканні (SADT): ~80°C (у неадчувальных складах звычайна >60°C)
Фізічныя і хімічныя ўласцівасці
| Уласцівасць | Значэнне |
|---|---|
| Знешні выгляд | Белы крышталічны парашок або крышталі |
| Пах | Слабы характэрны пах (падобны да бензальдэгіду пры раскладанні) |
| Тэмпература плаўлення | 103-106°C (з раскладаннем) |
| Шчыльнасць | 1,33 г/см³ пры 20°C |
| Растваральнасць у вадзе | Нерастваральны (<0,01 г/100 мл) |
| Растваральнасць у арганічных растваральніках | Нязначна раствараецца ў спіртах; раствараецца ў бензоле, хлараформе, ацэтоне, этылавым ацэтаце |
| Тэмпература самазагарання | ~80°C (у сухой форме) |
| Аб'ёмная маса | 0,5-0,7 г/см³ |
Хімія раскладання
Тэрмічнае раскладанне BPO адбываецца шляхам гамалітычнага расшчэплення сувязі O-O з утварэннем бензаілаксавых радыкалаў. Гэтыя першасныя радыкалы далей могуць дэкарбаксилявацца з утварэннем фенилвых радыкалаў і вуглякіслага газу:
Крок 1: (C₆H₅COO)₂ → 2 C₆H₅COO•
Крок 2: C₆H₅COO• → C₆H₅• + CO₂
Кінетыка раскладання ў разведзеным растворы з'яўляецца першага парадку і залежыць ад палярнасці растваральніка, яго глейкасці і наяўнасці радыкальных паглынальнікаў або актыватараў. Актывацыйная энергія для тэрмічнага раскладання складае прыкладна 125-130 кДж/моль.
Прамысловае прымяненне
1. Ініцыятар палімерызацыі
BPO шырока выкарыстоўваецца ў якасці ініцыятара свабоднарадыкальнай палімерызацыі стыролу, метылмакрыялату, акралатаў, вінілацэтату і ненасычаных поліэфірных смал. Яго ўмераная тэмпература 10-гадзіннага перыяду паўраспаду робіць яго прыдатным для працэсаў палімерызацыі ў дыяпазоне тэмператур ад 60 да 90 °C. Палістырол, атрыманы з дапамогай БПО, шырока выкарыстоўваецца ў пенапластавай упакоўцы, аднаразовай сталовай начынцы і ізаляцыйных матэрыялах.
2. Засцежальны агент
У гумовай і эластамернай прамысловасці BPO выкарыстоўваецца як сродак для вулканізацыі сіліконавай гумы. Сіліконавыя эластамеры, зацвярдзелыя перакісам, маюць пераважную аптычную празрыстасць, устойлівасць да цяпла і ўласцівасці ўсадкі пры сцісканні ў параўнанні з альтэрнатывамі, зацвярдзелымі плацінай, што робіць іх ідэальнымі для выкарыстання ў кантакце з харчовымі прадуктамі, у медыцынскіх мэтах і ва ўмовах высокіх тэмператур.
3. Замацаванне ненасычаных поліэфірных смал
У спалучэнні з трэцічнымі амінавымі актыватарамі (напрыклад, дыметыл-p-талуідын, ДМПТ) БПО забяспечвае рэдакс-сістэму зацвярдзення ненасычаных поліэфірных смал пры пакаёвай тэмпературы. Гэтая сістэма шырока выкарыстоўваецца ў шпаклёўках для кузаваў аўтамабіляў (Bondo), штучным мармуры і ў полімерным бетоне.
4. Прымяненне ў якасці адбельвальніка
BPO выкарыстоўваецца як адбельвальны сродак для мукі (у канцэнтрацыях 20-50 ppm), ядомых алеяў, сыру і воскаў. Абяскольчвальнае дзеянне абумоўлена акісляльнай здольнасцю перакіснага групу, які расшчапляе афарбаваныя злучэнні. Аднак у некалькіх юрысдыкцыях, уключаючы Еўрапейскі саюз і Кітай (з 2011 года), былі ўведзены нарматыўныя абмежаванні на выкарыстанне BPO ў якасці абяскольчвальніка мукі.
5. Фармацэўтычнае і касметычнае прымяненне
БПП — гэта ўхвалены FDA безрэцэптурны прэпарат для лячэння акнэ вульгарыс лёгкай і сярэдняй ступені цяжкасці. Даступны ў канцэнтрацыях ад 2,5% да 10% у выглядзе гелю, крэму і сродкаў для мыцця, БПД дзейнічае шляхам выдзялення кіслароду, які знішчае бактэрыі Propionibacterium acnes, і спрыяе адслойванню адмерлых клетак скуры. Паводле ацэнак, у 2023 годзе сусветны рынак сродкаў для лячэння акнэ быў ацэнены прыкладна ў 7,5 мільярда долараў ЗША.
Бяспека і абыходжанне
Важная заўвага аб бяспецы: Чысты, сухі пероксид бензоілу вельмі адчувальны да ўдараў, трэння і цяпла і можа выбухнуць пры распадзе. Камерцыйныя прадукты з пероксиду бензоілу заўсёды флегматызаваныя (зніжана адчувальныя) вадой (звычайна з утрыманнем 20-25% вады) або пластызатарамі для забеспячэння бяспечнага абыходжання.
- Класіфікацыя ООН: UN 3104 (арганічны перакіс, тып D, цвёрды, зніжанай адчувальнасці з утрыманнем вады ≥20%)
- Тэмпература захоўвання: ≤30°C для водных маркі; для іншых кампазіцый прытрымлівайцеся рэкамендацый пастаўшчыка
- Несумяшчальнасць: моцныя кіслоты, шчолачы, звядзенне, аміны, солі цяжкіх металаў, аксіданты
- Тушэнне пажару: вадзяная пырскалка або туман з бяспечнай адлегласці. Не выкарыстоўваць сухія хімічныя вогнетушыцелі для тушэння вялікіх аб'ёмаў.
- Абслугоўванне пры разліве: апырскайце разлітыя матэрыялы вадой, збірайце з дапамогай інструментаў, якія не выклікаюць іскр, утылізуйце як небяспечныя адходы.
Частыя пытанні
Пытанне: Чаму БПО заўсёды пастаўляецца з утрыманнем вады або пластыфікатара?
А: Чысты, сухі бензайлпераксід класіфікуецца як выбуховая рэчыва, адчувальнае да сцірання і ўдару. Каб зрабіць БПО бяспечным для камерцыйнага абыходжання, захоўвання і транспарціроўкі, вытворцы зніжаюць яго адчувальнасць (флегматызуюць), уводзячы не менш за 20% вады або інертнага пластыфікатара, такога як дыцыклагексылфталат. Вада-насычаная форма — гэта найбольш распаўсюджаны камерцыйны клас для прамысловых прымяненняў. Ніколі не дазваляйце вада-насычанаму БПО высахнуць, бо атрыманы сухі матэрыял уяўляе сур'ёзную небяспеку выбуху.
Пытанне: У чым розніца паміж прамысловым і фармацэўтычным класамі БПО?
Прамысловы BPO звычайна мае чысціню 70-75% (ваданасычаны) або 50% (пластызатарная паста) і можа ўтрымліваць рэшткі растваральнікаў або пабочныя прадукты вытворчасці. БПП фармацэўтычнай/касметычнай якасці павінна адпавядаць строгім патрабаванням да чысціні, уключаючы абмежаванні на цяжкія металы, рэшткі растваральнікаў і звязаныя з імі рэчывы (у прыватнасці, бензайную кіслату і этылбензат). Фармацэўтычная якасць вырабляецца ў адпаведнасці з умовамі GMP і адпавядае фармакапеўтычным спецыфікацыям (USP, EP, BP).
П: Як трэба захоўваць фармацэўтычныя прэпараты на аснове БПО, каб захаваць іх эфектыўнасць?
А: БПП з часам распадаецца, прычым хуткасць распаду паскараецца пры павышаных тэмпературах. Вадкі БПП варта захоўваць у арыгінальнай упакоўцы пры тэмпературы, якая не перавышае 30°C. Змест актыўнага кіслароду трэба перыядычна правяраць, калі матэрыял захоўваецца працяглы час. Крэмы і гелі з BPO трэба захоўваць у адпаведнасці з інструкцыямі на этыкетцы (звычайна пры пакаёвай тэмпературы, у абароненым ад святла месцы). Тэрмін прыдатнасці спажывецкіх прадуктаў з BPO звычайна складае 2-3 гады з даты вытворчасці.
Асноўныя высновы
- Бензайлпераксід (BPO, CAS 94-36-0) — гэта ўніверсальны дыяцыльны перакіс, які выкарыстоўваецца ў якасці ініцыятара палімерызацыі, агента для звязвання палімерамі, сродку для адбельвання і актыўнага інгрэдыента для лячэння акнэ.
- Камерцыйны БПО заўсёды пастаўляецца ў дэсенсібілізаванай форме (у выглядзе вадкай сумесі з вадой або пластыліну) — сухі БПО адчувальны да ўдараў і патэнцыйна выбуховы.
- Асноўныя прамысловыя прымяненні ўключаюць ініцыяцыю полістыролу, зацвярдзенне сіліконавай гумы і зацвярдзенне ненасычанай поліэфірнай смалы з амінавымі актыватарамі.
- 10-гадзінны перыяд паўраспаду пры тэмпературы каля 73°C робіць BPO прыдатным для працэсаў палімерызацыі пры сярэдняй тэмпературы.
- БПФ фармацэўтычнага/касметычнага класа павінен адпавядаць строгім патрабаванням да чысціні ў адпаведнасці з умовамі вытворчасці GMP.
- Кампанія «Shandong Do Sender Chemicals» пастаўляе БПО прамысловай якасці з пастаяннай якасцю для выкарыстання ў працэсах палімерызацыі і сшывання.