TBPB (ペルオキシ安息香酸 tert-ブチル): 特性、用途、安全性

ペルオキシ安息香酸tert-ブチルとは（ TBPB ）？

ペルオキシ安息香酸 tert-ブチル（一般に TBPB と略称）は、ペルオキシエステルファミリーに属する有機過酸化物です。その化学式はCです ₁₁ H ₁₄ O ₃ 、分子量194.23 g/mol。構造的には、過酸化物結合 (-O-O-) を介して tert-ブチル基に結合した安息香酸基で構成されています。この過酸化物結合は化学的に活性な部位です。比較的弱く (結合解離エネルギー約 150 kJ/mol)、熱活性化下でホモリシス的に開裂して 2 つのフリーラジカルを生成します。

室温では、TBPB は透明からわずかに黄色の液体で、かすかに特有のエステル様の臭いがあります。その主要な物理的特性:

• 沸点 ：10mmHgで約112℃（大気沸騰前に分解）
• 密度 : ~1.02 g/cm3 (20°C)
• 自己加速分解温度 (SADT) ：バルクの場合は約80℃
• 100℃での半減期 ：約1時間。 120℃ 約6分
• 溶解性 : ほとんどの一般的な有機溶媒と混和します。本質的に水に不溶性
• 活性酸素含有量 : ~8.2%

TBPB は、有機過酸化物の活性スペクトルの中間の位置を占めます。その分解温度は、 多くのジアルキル過酸化物やジアシル過酸化物よりも高い これは、100°C ～ 140°C の温度での持続的なラジカル生成が必要なプロセスに役立ちます。この温度範囲は、ポリマー加工および硬化用途の幅広いカテゴリーに適しています。

TBPBがラジカルイニシエーターとしてどのように機能するか

TBPB の主な産業機能は、 フリーラジカル開始剤 重合および架橋反応において。有効分解範囲まで加熱すると、過酸化物結合がホモリシス開裂を起こし、tert-ブトキシ ラジカルとベンゾイルオキシ ラジカルが生成されます。ベンゾイルオキシラジカルはさらに分解して、フェニルラジカルと二酸化炭素を生成する可能性があります。

これらのラジカルは、不飽和モノマー中で連鎖反応を開始したり、ポリマー鎖から水素原子を引き抜いて架橋用のマクロラジカルを生成したりする非常に反応性の高い種です。ラジカルが生成される速度、つまり開始速度は温度の関数であり、一次反応速度論に従います。プロセス エンジニアは、次の必要がある場合に TBPB を選択します。

• より速く分解する過酸化物よりも処理温度でのポットライフが長い
• 急速な発熱ではなく、拡張された処理ウィンドウにわたる制御された持続的な硬化
• 部品の中心への熱伝達が遅い、厚肉複合材料や圧縮成形されたゴム部品の高温硬化サイクルとの互換性

実際には、TBPB は多くの場合、 二次または仕上げ開始剤 複数開始剤の重合システムで。より速く分解する過酸化物は、反応の大部分を低温で処理します。 TBPB は高温で活性化して残留モノマーを変換し、変換を完了に向けて促進し、最終製品の揮発性モノマー含有量を削減します。

産業用途

TBPB の温度活性プロファイルは、いくつかのポリマーおよびゴム加工業界で役立ちます。

不飽和ポリエステル樹脂の硬化

複合材料業界では、TBPB は不飽和ポリエステル (UP) およびビニル エステル樹脂の硬化に、特に引抜成形、レジン トランスファー成形 (RTM)、圧縮成形などの高温プロセスで広く使用されています。 120℃を超える温度で制御された発熱を実現します。これは、時期尚早または急激な発熱によって内部亀裂が発生する厚肉部分の引抜成形プロファイルに適しています。一般的な負荷レベルの範囲は次のとおりです。 樹脂 100 部あたり 0.5 ～ 2.0 部 (phr) 樹脂システム、部品の形状、ターゲットの硬化サイクルによって異なります。

ゴム加硫

TBPB は、硫黄ベースのシステムでは効率的に架橋できないシリコーン ゴム、EPDM、その他の飽和エラストマーまたは特殊エラストマーの過酸化物加硫剤として機能します。 TBPB による過酸化物架橋により生成される C-C架橋 硫化物結合ではなく、優れた耐熱性、より低い圧縮永久ひずみ、および油や化学物質との接触における優れた性能を備えた加硫物が得られます。特に、150 ～ 180°C で加工される圧縮成形およびトランスファー成形されたシリコーン部品に使用されます。

スチレン系ポリマーの製造

連続塊状重合または溶液重合によるポリスチレン、耐衝撃性ポリスチレン (HIPS)、およびスチレン - アクリロニトリル (SAN) コポリマーの製造において、TBPB は反応器トレインの後期段階で高温開始剤として機能します。 120 ～ 140 °C での活性により、プロセスの最終段階での残留スチレンモノマーレベルを低減できるため、製品の品質が向上し、下流での脱揮の必要性が減ります。

アクリルポリマーとコーティングの用途

TBPB は、高温で溶液重合または塊状重合が行われるコーティング、接着剤、およびシーラント用のアクリルポリマーの製造における開始剤としても使用されます。分解速度が制御されているため、最終ポリマーの一貫した分子量分布が維持されます。

保管、取り扱い、および安全性

すべての有機過酸化物と同様、TBPB は厳密に温度管理された保管と慎重な取り扱いを必要とします。その危険性プロファイルは、過酸化物結合の不安定性と、温度制御が失われた場合の自己加速分解 (SAD) の可能性によって決まります。

ストレージ要件

• 以下の場所に保管してください 30℃ 熱源、直射日光、発火源から離れた、涼しく換気の良い場所に保管してください
• 低温で分解を触媒する可能性がある還元剤、酸、塩基、重金属化合物から遠ざけてください。
• 元の容器に保管してください。銅、真鍮、その他の反応性金属製の容器に移さないでください。
• 地域の規制に従って、可燃性物質や酸化性物質から隔離してください。

取り扱い上の注意

• 適切な PPE (耐薬品性手袋、安全メガネ、フェイスシールドなど) を使用してください。皮膚と目の接触を避ける
• 摩擦、衝撃、閉じ込めを行わないでください。閉じ込められた分解により、急速に圧力が高まる可能性があります。
• 流出した場合は、不活性物質（バーミキュライト、乾燥砂）で吸収してください。おがくずや可燃性の吸収剤は使用しないでください
• 廃棄物は地域の有害廃棄物規制に従って処分してください。排水溝に流さないでください

規制上の分類

TBPB は国連輸送システムの下で次のように分類されています。 国連 2096 (有機過酸化物、タイプ D、液体) であり、可燃性液体 (カテゴリー 3) および有機過酸化物 (タイプ D) として GHS/CLP 分類システムの要件の対象となります。処方濃度と地域規制は、割り当てられた正確な危険カテゴリーに影響を与えるため、取扱者は、管轄区域固有の分類、緊急対応ガイダンス、および PPE 要件について、サプライヤーから提供されている最新の安全データシート (SDS) を参照する必要があります。