Кіріспе
Органикалық пероксидті қамтитын физикалық құбылыс Өзін-өзі жеделдететін ыдыстағы органикалық пероксидтің бір апта ішінде өздігінен жеделдететін ыдыстағы немесе тасымалдау пакетідегі ең төменгі температура. SADT - ыдырау реакциясынан шыққан жылу эволюциясы мен қызығушылық туғызатын пакеттен жылуды алу жылдамдығы теңгерімсіз болатын нүкте. Жылуды алу өте төмен болса, қаптамадағы температура көтеріледі және ыдырау жылдамдығы бақылаусыз түрде артады. Нәтиже құрамына және таңбалау ерекшеліктеріне байланысты. Өзін-өзі жеделдететін ыдырау пероксидтің ыдырау жылдамдығы қоршаған ортаға таралуынан гөрі жылдам ыстық өндіруге жеткілікті болған кезде пайда болады. Ыстық температура ыдырау жылдамдығын анықтаудың негізгі факторы болып табылады, бірақ оның өлшемдері қоршаған ортаға жылуды таратуға қабілеттілігін анықтайтын болғандықтан, пакетінің көлемі де маңызды. Барлық пероксидтерде оттегі-оттегі байланысы бар, оны қыздырғанда гомолиттік түрде бөлініп, екі радикал пайда болады. Жоғарыда айтылғандай, бұл ыдыраудан жылу да пайда болады. Бірақ оттегі байланысының тұрақтылығы молекуладағы басқа заттарға байланысты. Кейбір пероксидтер, олардың химиялық құрамынан, өте тұрақсыз және өздігінен жеделдетілген ыдыраудан аулақ болу үшін оларды салқындату қажет. Басқалары, әсіресе, қиылысу мақсатында пайдаланылатын, әлдеқайда тұрақты және өзін-өзі жеделдету қаупі жоқ, қалыпты қоршаған орта температурасында сақталуы мүмкін. Пероксидтердің тұрақтылығының үлкен өзгеруіне байланысты, олардың әрқайсысы пероксидті сақтауға, тасымалдауға және өңдеуге болатын қауіпсіз ең жоғары температураны анықтау үшін сыналады. Бұл сынақтың нәтижесі өздігінен жылдамдалатын ыдырау температурасы (SADT) болып табылады. Бірқатар органикалық пероксидтерді бөлме температурасында сақтауға болады, бірақ олардың көпшілігі температураны бақылаудың бір түрін қажет етеді. Ұзақ сақтау кезінде органикалық пероксид SADT анықтаған қауіпсіз сақтау температурасынан төмен температурада сақталады. Органикалық пероксид құрамының SADT-і көбірек концентрирленген құрамалар үшін әдетте төмен болады. Ыстық тұтастай, жоғары қайнау температурасы бар сұйытқышпен сұйыту әдетте SADT-ті арттырады, өйткені пероксид сұйытылған және сұйытқыш температураның жоғарылауын барынша азайтып, жылудың көп бөлігін сіңіре алады. Сонымен қатар, органикалық пероксид құрамында, үлкен пакеттерде әдетте төменгі SADT болады, өйткені үлкен пакеттердің жылу беруі төмен, өйткені көлеміне қарағанда бетінің көлемі төмен. Көптеген органикалық пероксидтер термиялық ыдырау кезінде олардың ыдырау өнімдерімен белгілі бір дәрежеде әрекеттеседі. Бұл жиі жылдамдықты арттырады, өйткені ыдырау өнімдері пайда болған сайын ыдырау жылдам жүреді. САДТ өлшеу келесідей жүргізіледі: пероксидті құрайтын пакет сынақ температурасына орнатылған пешке салынады. Тауар сынақ температурасынан 2 °C төмен болған кезде таймер іске қосылады. Пеш бір аптаға дейін немесе тоқтаусыз оқиға болғанға дейін тұрақты температурада ұсталады. "Текс" сынағы, егер өнім бір апта ішінде 6 °C-тан аспаса, "Текс" сынағы, егер өнім бір апта ішінде 6 °C-тан аспаса, "Текс" сынағы Сынақ 5 °C-тан аспай, сынақ аяқталмайынша қайталанады. Сынақ аяқталмаған температура сол пакет пен формула үшін SADT ретінде көрсетіледі. Дьюар колбасының жылу беруі үлкен көлемді пакеттің жылу беруіне сәйкес келеді. Бұл сынақ жылу жинақтауды сақтау сынағы (HAST) деп аталады.
The self accelerating decomposition temperature (SADT) is the lowest temperature at which an organic peroxide in a typical vessel or shipping package will undergo a self accelerating decomposition within one week. The SADT is the point at which the heat evolution from the decomposition reaction and the heat removal rate from the package of interest become unbalanced. When the heat removal is too low, the temperature in the package increases and the rate of decomposition increases in an uncontrollable manner. The result is therefore dependent on the formulation and the package characteristics. A self accelerating decomposition occurs when the rate of peroxide decomposition is sufficient to generate heat at a faster rate than it can be dissipated to the environment. Temperature is the main factor in determining the decomposition rate, although the size of the package is also important since its dimensions will determine the ability to dissipate heat to the environment. All peroxides contain an oxygen oxygen bond that, on heating, can break apart homolytically to generate two radicals. As mentioned previously, this decomposition also generates heat. But the stability of the oxygen oxygen bond is dependent on what else is present in the molecule. Some peroxides, due to their chemical make up, are very unstable and need to be refrigerated to avoid a self accelerating decomposition. Others, particularly those used for crosslinking purposes, are much more stable and can be stored at normal ambient temperatures without risk of self acceleration. Due to the large variations in the stabilities of peroxides, each is tested to determine the safe maximum temperature for which the peroxide may be stored, shipped, and handled. The result of this test is the self accelerating decomposition temperature (SADT). Although a number of organic peroxides can safely be stored at room temperature, most require some form of temperature control. For long storage periods, the organic peroxide is usually kept at a lower temperature than the maximum safe storage temperature as determined by the SADT. The SADT for an organic peroxide formulation is usually lower for more concentrated formulations. Dilution with a compatible, high boiling point diluent will usually increase the SADT since the peroxide is dilute and the diluent can absorb much of the heat minimizing the increase in temperature. Also, for an organic peroxide formulation, larger packages generally have a lower SADT because of the poorer heat transfer of the larger package due to lower surface area to volume ratio. Most organic peroxides react to some extent with their decomposition products during thermal decomposition. This often increases the rate since the decomposition proceeds more rapidly as the decomposition products are generated. The SADT measurement is made as follows:
The package containing the peroxide is placed in oven set for test temperature
The timer starts when product reaches 2 °C below intended test temperature
The oven is held at constant temperature for up to one week or, until a runaway event occurs. Test "Passes" if product does not exceed test (oven) temperature by 6 °C within one week
Test "Fails" if product exceeds test temperature by 6 °C within one week
The test is repeated in 5 °C increments until a failure is reached
Fail temperature is reported as SADT for that package and formulation
Secondary information about the violence of the decomposition can also be recorded
As an alternative to the oven test the SADT for larger packages can be determined by substituting a Dewar flask for the package. The heat transfer of the Dewar flask can be matched to the heat transfer of a larger package size. This test is called the Heat Accumulation Storage Test (HAST).
Полимерленетін қоспаларға қолдану
Кейбір пероксидтер мен полимерленетін мономерлерді құрайтын қоспаларда да САДТ болуы мүмкін. Мысалы, винилтриметоксисилан, пероксидтер мен тұрақтандырғыштардың қоспалары ПЭК құбырларын жасау үшін полиэтиленді қиылыстыру үшін пайдаланылады. Бұл қоспалар әдетте сұйық ерітінділер болып табылады, олар алкоксизилан топтарын полиэтиленге жапсыру үшін пайдаланылатын жерге жеткізіледі. Мұндай қоспаларда пероксидтің ыдырауы винилтриметоксизиланның экзотермиялық радикалдық полимерленуін бастауы мүмкін. Төмен температурада ыдырау жылдамдығы баяу, сондықтан тұрақтандырғыштар көп жылу пайда болмай тұрып полимерлендіруді тоқтатады және ыдыс шығарылған жылуды шашыратады. Жоғары температурада пероксидтің ыдырауы тезірек болады, қоспаны қыздыру үшін көбірек полимерленуі пайда болады, бұл өз кезегінде пероксидтің ыдырауын арттырады және мономерді одан да тез полимерлендіреді. Контейнер жоғары температуралы ортада жылуды баяу таратып жібереді, сондықтан кейбір критикалық температурада жылу полимерлендіру арқылы контейнердің оны таратуға мүмкіндік берерінен жылдам пайда болады және реакция өздігінен жылдамдатылады. Осылайша, мұндай қоспа таза органикалық пероксидке ұқсас контейнердің мөлшеріне байланысты САДТ-ға ие болады.
Нәтижелер
Термиялық ыдырау кезінде кейбір органикалық пероксид формулалары едәуір мөлшерде газдар мен / немесе тұманды бөліп шығарады. Бұл газдардың кейбіреулері, бірақ барлығы емес, тұтанатын болуы мүмкін. Мысалы, көмірқышқыл газы диацил пероксидтері мен перестерлердің газ тәрізді ыдырау өнімдері болып табылады, ол жанбайды. Орындалған ыдыс-аяқтардың ыдыстарында метан немесе ацетон сияқты жанар заттар болуы мүмкін. Өрлеу кезінде тұтанғыш газдар немесе тұман шығарылған кезде өрт немесе бу фазасының жарылуының ықтимал қаупі әрқашан болады. Сондықтан, сақтау құрылыстарын жобалау кезінде бу фазасының жарылу қаупін ескеру керек. Бұл материалдар сақтау кезінде аз мөлшерде, ал сақтау температурасын бақылаудың бұзылуынан немесе сақтау аймағында өрт болған жағдайда өте көп мөлшерде шығарылуы мүмкін. Органикалық пероксидтерді өте пайдалы ететін екі еркін радикал алу үшін перокси тобын бөлудің оңайлығы. Алайда, ыстық газдар мен тұманның ыдырау кезінде энергетикалық еркін радикалдардың болуы, перокси функционалдық тобы жоқ ұқсас химиялық құрылым үшін қалыптыдан төмен температурада автоматты тұтануға әкелуі мүмкін. Органикалық пероксидтер, әдетте, ыдырау процесінің бір бөлігі ретінде оттегі өндірмейді, сондықтан оттегі байытудың арқасында өртеу жылдамдығының арту қаупі аз. Бұл сутек переоксиді мен қатты тотықтырғыштардың ыдырауынан айырмашылығын көрсетеді, олар оттегі шығарады.