苯乙烯阻聚劑TEMPO的檢測(cè)與量化

       TEMPO（圖1）是一種自由基化合物，它通過阻止自由基鏈?zhǔn)椒磻?yīng)來抑制聚合反應(yīng)。

圖1. TEMPO自由基聚合抑制劑的結(jié)構(gòu)

       典型工業(yè)單體，如丙烯酸酯、氯乙烯、丁二烯和苯乙烯，在加工及安全運(yùn)輸和儲(chǔ)存過程中都需要聚合抑制劑。許多單體在工業(yè)上通過蒸餾法提純，因而可能導(dǎo)致熱引發(fā)聚合反應(yīng)的發(fā)生。例如，苯乙烯在100℃以上的溫度下進(jìn)行蒸餾時(shí)，會(huì)以每小時(shí)約2%的速度發(fā)生熱聚合反應(yīng)。抑制聚合反應(yīng)非常重要，不僅因?yàn)榫酆袭a(chǎn)物會(huì)污染分餾塔，也因?yàn)榫酆戏磻?yīng)通常是放熱反應(yīng)，如果不加以控制，可能造成失控反應(yīng)和潛在的爆炸風(fēng)險(xiǎn)。一經(jīng)引發(fā)，聚合反應(yīng)本質(zhì)上就是自由基鏈?zhǔn)椒磻?yīng)（圖2），因此許多聚合抑制劑都是充當(dāng)自由基清除劑的。

圖2.TEMPO抑制聚合反應(yīng)的機(jī)理

       電子自旋共振（ESR）——也稱“電子順磁共振"（EPR）——技術(shù)的引入，可以實(shí)現(xiàn)苯乙烯中的TEMPO的直接測(cè)定。該技術(shù)可提供高度靈敏的定量數(shù)據(jù)，給出關(guān)于苯乙烯生產(chǎn)容器中的TEMPO含量水平的可操作信息。布魯克的臺(tái)式電子自旋共振波譜儀（“ESR5000 "），為監(jiān)測(cè)苯乙烯生產(chǎn)設(shè)施中的TEMPO，提供了一款快速、定量和極其緊湊的儀器。當(dāng)前的TEMPO水平在生產(chǎn)過程中的不同位置被定量監(jiān)測(cè)，一旦發(fā)現(xiàn)其降至設(shè)定閾值以下，即可采取適當(dāng)?shù)拇胧?。相比添加過量的TEMPO，該技術(shù)顯著節(jié)省了成本，同時(shí)提高了生產(chǎn)過程的整體安全性。

圖3.臺(tái)式電子順磁共振波譜儀ESR5000                        圖4.實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)TEMPO的量

實(shí)測(cè)案例：某大廠提供給石化企業(yè)的苯乙烯阻聚劑檢測(cè)結(jié)果

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