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Inibidor de polimerização por polimerização de monômero
a mostra a estrutura química da 2,5-Di-terc-butil-hidroquinona (2,5-DTBHQ). É um inibidor (antioxidante) muito eficaz para a polimerização do estireno e, portanto, é amplamente utilizado na indústria. Os antioxidantes geralmente funcionam na presença de oxigênio e terminam a cadeia de reação fornecendo átomos de hidrogênio para aliviar os radicais peroxil.. As energias de dissociação de ligação (BDE) da ligação OH em 2,5-DTBHQ e 2,5-di-terc-butil semiquinonasão 81,2 e 59,1 kcal/mol, respectivamente. Devido a esses baixos BDEs, as hidroquinonas são muito reativas aos radicais peroxil.
Possíveis vias de reação da 2,5-di-terc-butil-hidroquinona (2,5-DTBHQ).
Valgimigli et al. propuseram um mecanismo em que a semiquinona (2) reage com o oxigênio molecular para produzir 2,5-di-terc-butil-1,4-benzoquinona (2,5-DTBBQ) e radical hidroperoxil (HOO∙). A semiquinona (2) termina uma segunda cadeia de propagação através de abstração de hidrogênio (Reação II) ou reação de adição (Reação IV) e essas vias de reação desempenham um papel muito crítico no processo de inibição. A semiquinona também pode ser rapidamente desproporcional a 2,5-di-terc-butil-1,4-benzoquinona (2,5-DTBBQ) (3) e 2,5-DTBHQ através da via da Reação V sem qualquer extinção com o peroxil radical. Através da Reação V, a semiquinona regenera 2,5-DTBHQ, que pode reagir ainda mais no sistema. Existe outra probabilidade, na qual a reação adicional da semiquinona (2) com outro radical peroxil também é possível (Reação VII).
mostra o traço de dilatometria de solução 4,5 mM de 2,5-DTBHQ em estireno sendo analisado a 110 °C por 4 h para inibir a polimerização térmica do estireno. É evidente pela figura que o tempo de inibição da polimerização do estireno pelo 2,5-DTBHQ é de 36 min, o que é de facto pior tendo em conta a elevada concentração do inibidor. Pode-se presumir que o 2,5-DTBHQ deixa de funcionar na ausência de oxigênio e o tempo de inibição é basicamente o tempo que o sistema de reação leva para se tornar desoxigenado. Assim, o traço de dilatometria conclui que o 2,5-DTBHQ apresenta propriedade de inibição apenas no ambiente oxigenado e sua eficácia se deve ao término das cadeias de propagação via abstração de hidrogênio. A fase de inibição é então seguida por uma duração de um pequeno retardo da polimerização do estireno pelo 2,5-DTBHQ, o que pode ser inferido a partir do qual a inclinação do traço de dilatometria é menor em comparação com a da polimerização na ausência do Inibidor de 2,5-DTBHQ. Mais especificamente, o 2,5-DTBBQ formado pode reagir com os radicais centrados no carbono através da reação de adição e encerrar algumas cadeias de propagação.
