Пероксид метилэтилкетона

Пероксид метилэтилкетона — это органическое соединение, представляющее собой смесь пероксидов, образующихся при реакции метилэтилкетона (бутанона) с пероксидом водорода. Относится к классу кетонных пероксидов. В промышленности и быту используется преимущественно в качестве инициатора радикальной полимеризации, в частности, для отверждения ненасыщенных полиэфирных смол при комнатной температуре. Является взрывоопасным и пожароопасным веществом, требует особых условий хранения и обращения.

Химические свойства и состав

Пероксид метилэтилкетона (МЭКП) не является индивидуальным соединением, а представляет собой сложную смесь, основными компонентами которой являются:

• 2,2-дигидропероксибутан (линейный димер);
• 3,3,6,6,тетраметил-1,2,4,5-тетраоксан (циклический димер);
• различные тримеры и олигомеры.

Соотношение компонентов зависит от условий синтеза (температуры, концентрации реагентов, кислотности среды). Технический продукт обычно представляет собой 30–60 % раствор в органическом растворителе (например, в диметилфталате или циклогексаноне) для снижения взрывоопасности. Чистый пероксид метилэтилкетона — бесцветная или слегка желтоватая маслянистая жидкость с резким запахом. Плотность около 1,12 г/см³. Температура вспышки раствора (в зависимости от концентрации) — от 50 до 80 °C. Температура самовоспламенения — около 170 °C.

Получение

Синтез пероксида метилэтилкетона осуществляется путём взаимодействия метилэтилкетона с концентрированным пероксидом водорода (30–50 %) в присутствии кислотного катализатора (обычно серной или соляной кислоты). Реакция экзотермична, протекает при температуре 0–20 °C. Для предотвращения взрыва процесс проводят при интенсивном охлаждении и перемешивании. После завершения реакции органический слой отделяют, промывают и сушат. Для получения стабильного товарного продукта его разбавляют растворителем-флегматизатором.

Применение

Основная область применения пероксида метилэтилкетона — промышленность полимерных материалов. Он используется как:

• Инициатор отверждения ненасыщенных полиэфирных смол. При добавлении к смоле (в количестве 1–3 % от массы) МЭКП распадается с образованием свободных радикалов, которые запускают процесс сшивки полимерных цепей. Для ускорения реакции обычно добавляют ускоритель (например, нафтенат кобальта). Эта система широко применяется при производстве стеклопластиков, литьевых изделий, автомобильных шпатлёвок, ремонтных составов.
• Инициатор полимеризации в производстве акриловых полимеров и сополимеров.
• Компонент взрывчатых составов (в смесях с другими веществами, например, в некоторых типах эмульсионных взрывчатых веществ).

Опасность и меры безопасности

Пероксид метилэтилкетона является опасным веществом. Он относится к классу 5.2 (органические пероксиды) по классификации ООН. Основные опасности:

• Взрывоопасность. Чистый пероксид метилэтилкетона чувствителен к удару, трению, нагреву и загрязнению. Способен к детонации. При нагревании выше 80 °C разлагается со взрывом. Разбавленные растворы менее опасны, но также требуют осторожности.
• Пожароопасность. Горючая жидкость. Пары могут образовывать взрывоопасные смеси с воздухом.
• Токсичность. Пероксид метилэтилкетона является раздражителем кожи и слизистых оболочек. При попадании на кожу вызывает ожоги. Вдыхание паров может вызвать отравление.
• Коррозионная активность. Обладает коррозионным действием на многие металлы.

Меры безопасности

• Хранение: в прохладном, хорошо вентилируемом месте, вдали от источников тепла, открытого огня, прямых солнечных лучей. Категорически запрещается хранить совместно с ускорителями (например, с нафтенатом кобальта), так как их смесь может привести к мгновенному воспламенению или взрыву.
• Транспортировка: в специальной таре, с соблюдением правил перевозки опасных грузов.
• Работа: с использованием средств индивидуальной защиты (защитные очки, резиновые перчатки, спецодежда). В производственных помещениях необходима приточно-вытяжная вентиляция.
• Утилизация: запрещается сливать в канализацию. Обезвреживание производится путём разложения в щелочной среде или сжиганием в специальных печах.

Регулирование

В Российской Федерации обращение пероксида метилэтилкетона регулируется Федеральным законом «О промышленной безопасности опасных производственных объектов» и соответствующими подзаконными актами. Предприятия, работающие с этим веществом, обязаны иметь лицензии, разрабатывать планы локализации и ликвидации аварий, проводить обучение персонала. Хранение и транспортировка осуществляются в соответствии с ГОСТ 19433-88 «Грузы опасные. Классификация и маркировка».

Интересные факты

• Пероксид метилэтилкетона является одним из компонентов, используемых в самодельных взрывных устройствах, что привело к ограничению его продажи в розничной сети во многих странах, включая Россию. В России с 2010-х годов продажа МЭКП физическим лицам без специального разрешения запрещена.
• В химической промышленности МЭКП часто заменяют более безопасными аналогами, такими как пероксид бензоила или пероксид циклогексанона, особенно в тех случаях, где не требуется высокая скорость отверждения при низких температурах.

Источники

• ГОСТ 19433-88 «Грузы опасные. Классификация и маркировка».
• Федеральный закон от 21.07.1997 № 116-ФЗ «О промышленной безопасности опасных производственных объектов».
• Химическая энциклопедия. Том 3. — М.: Большая Российская энциклопедия, 1992.
• Справочник по органическим пероксидам. Под ред. В.Л. Антоновского. — М.: Химия, 1985.