江苏过氧化苯甲酸TBPB厂家工厂TBPB高温固化剂厂家过氧化物高温固化

TBPB（过氧化苯甲酸叔丁酯）的作用机制详解‌

TBPB（Tert-Butyl Peroxybenzoate，过氧化苯甲酸叔丁酯）是一种广泛应用于不饱和聚酯树脂固化反应的有机过氧化物引发剂，尤其在SMC（片状模塑料）等复合材料中起到关键作用。其作用机制主要涉及自由基引发、链式反应调控及交联网络形成等过程。以下从化学原理、反应动力学及实际应用三个层面详细解析：

一、化学分解与自由基生成‌

TBPB在加热条件下的分解是其引发作用的核心。其分子结构中的过氧键（-O-O-）不稳定，受热时发生均裂反应，生成两种自由基：

TBPB

→

Δ

叔丁氧自由基（t-BuO

\cdotp

）

+

苯甲酰氧自由基（PhCOO

\cdotp

）

TBPB

Δ

叔丁氧自由基（t-BuO\cdotp）+苯甲酰氧自由基（PhCOO\cdotp）

关键参数‌：

分解温度‌：TBPB的半衰期温度（10小时半衰期对应的温度）约为105℃，与SMC模压工艺温度（通常120~150℃）高度匹配，确保其在加工过程中稳定分解。

活性氧含量‌：TBPB的活性氧含量约7.5%，直接影响自由基生成效率。

二、自由基引发的链式反应‌

生成的自由基通过以下步骤触发树脂交联：

链引发（Initiation）‌

自由基攻击不饱和聚酯树脂中的双键（如苯乙烯单体中的C=C键），形成新的自由基：

R

\cdotp

+

CH

2

=

CH

2

→

R-CH

2

−

CH

2

⋅

R\cdotp+CH

2

=CH

2

→R-CH

2

−CH

2

⋅

链增长（Propagation）‌

新自由基继续与邻近的双键反应，形成长链聚合物：

R-CH

2

−

CH

2

⋅

+

CH

2

=

CH

2

→

R-(CH

2

CH

2

)

⋅

R-CH

2

−CH

2

⋅+CH

2

=CH

2

→R-(CH

2

CH

2

)

n

⋅

链终止（Termination）‌

自由基之间通过结合或歧化反应终止链增长，完成三维交联网络的形成：

R

\cdotp

+

R

\cdotp

→

R-R

（结合终止）

R\cdotp+R\cdotp→R-R（结合终止）

R-CH

2

⋅

+

R’-CH

2

⋅

→

R-CH

3

+

R’=CH

2

（歧化终止）

R-CH

2

⋅+R’-CH

2

⋅→R-CH

3

+R’=CH

2

（歧化终止）

三、TBPB对SMC性能的调控机制‌

固化速率的控制‌

TBPB的分解动力学参数（如活化能、半衰期）决定了树脂体系的凝胶时间与固化时间。通过调整TBPB的添加量（通常0.5~2.5%），可匹配不同模压设备的升温曲线，避免过早固化或反应不完全。

消除内部缺陷‌

低挥发性‌：TBPB分解产物主要为二氧化碳和叔丁醇，气体释放量少，减少制品内部气泡与孔隙率。

均匀固化‌：稳定的自由基生成速率避免局部过热，降低内应力，提高抗冲击强度（如冲击强度可提升15~25%）。

残留物控制与耐候性‌

TBPB分解后残留的苯甲酸和叔丁醇对树脂性能影响较小，避免引发剂残留导致制品黄变或老化，适用于户外耐候场景（如汽车外饰件）。

四、与其他引发剂的对比优势‌

特性‌ ‌TBPB‌ ‌BPO（过氧化二苯甲酰）‌

分解温度‌ 105℃（匹配中高温固化工艺） 70~80℃（适合低温固化）

适用树脂体系‌ 不饱和聚酯、乙烯基酯树脂 丙烯酸树脂、环氧树脂

挥发物残留‌ 低（CO₂ + 叔丁醇） 高（苯甲酸易结晶导致表面缺陷）

储存稳定性‌ 常温下稳定（>6个月） 需低温避光保存（易自分解）

五、实际应用中的注意事项‌

储存与配伍‌

TBPB需存放于阴凉（<30℃）、避光处，避免与促进剂（如钴盐）直接混合，以防预浸料提前反应。

加工参数优化‌

模压温度建议高于TBPB分解温度10~20℃（如130~140℃），压力保持5~10MPa以确保树脂充分流动填充纤维间隙。

安全防护‌

分解产物中的苯甲酸具有一定腐蚀性，需配备通风设备与防护装备。

六、总结‌

TBPB通过可控的热分解生成自由基，触发不饱和聚酯树脂的交联反应，其分解特性与SMC工艺的高度适配性使其成为提升生产效率与材料性能的核心添加剂。合理使用TBPB可显著改善制品的机械强度、表面质量及长期稳定性，是复合材料工业中的高效引发剂。