固體酸催化合成己二酸二辛酯的研究.pdf

1、己二酸二辛酯是聚氯乙烯的一種優(yōu)良耐寒增塑劑。增塑效率高，可賦予制品優(yōu)良的耐光性與低溫柔軟性，并且低毒，生物降解性良好。隨著聚氯乙烯應(yīng)用范圍的不斷擴(kuò)大，塑料加工技術(shù)的不斷發(fā)展，對(duì)于性能優(yōu)良的己二酸二辛酯的合成研究，無(wú)論是對(duì)塑料生產(chǎn)行業(yè)還是對(duì)工業(yè)加工行業(yè)而言，都具有非常重要的意義。傳統(tǒng)的合成己二酸二辛酯所用的酸催化劑為液體酸，主要是濃硫酸。本課題開(kāi)展了以固體酸代替液體酸催化合成己二酸二辛酯，取得了如下的一些研究成果。
　　 1.以N

2、aY分子篩為原料，經(jīng)過(guò)交換-焙燒等一系列步驟，制備出了HY分子篩，考察了HY、稀土超穩(wěn)Y和Hβ分子篩催化劑在己二酸與2-乙基己醇(異辛醇)酯化合成己二酸二辛酯(DOA)反應(yīng)中的催化性能。結(jié)果表明，這些沸石分子篩對(duì)這一酯化反應(yīng)均有催化活性，其中HY分子篩的催化活性最高。系統(tǒng)考察帶水劑甲苯的用量、反應(yīng)溫度、酸醇摩爾之比、反應(yīng)時(shí)間、催化劑用量等對(duì)酯化率的影響，優(yōu)化了HY分子篩催化反應(yīng)條件。在最佳反應(yīng)條件下，HY分子篩催化這一反應(yīng)的酯化率可達(dá)9

3、8.7％，而且催化劑穩(wěn)定性好，可以重復(fù)使用7次以上。但分子篩類催化劑還存在反應(yīng)溫度高(160℃)，催化劑用量(1.0g)大的不足。
　　 2.以含氯基的D-72型磺酸樹(shù)脂和不含氯基的普通型磺酸樹(shù)脂作為固體酸催化劑，研究了兩種磺酸樹(shù)脂在催化合成己二酸二辛酯反應(yīng)中的催化性能，考察了一系列反應(yīng)條件對(duì)酯化率的影響。結(jié)果表明，兩種強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂對(duì)這一酯化反應(yīng)均具有很好的催化活性，在優(yōu)化反應(yīng)條件下(催化劑用量0.23g，酸醇比為1:2

4、.5，反應(yīng)溫度為125℃，反應(yīng)時(shí)間為4h)，酯化率高達(dá)99％以上，D-72型磺酸樹(shù)脂和普通型磺酸樹(shù)脂的轉(zhuǎn)化頻率(TOF)分別為10.85mol/(mol·h)和6.50mol/(mol·h)，而且穩(wěn)定性好，重復(fù)使用9次之后酯化率才稍微有點(diǎn)下降。研究還發(fā)現(xiàn)，D-72型樹(shù)脂的磺酸基比普通樹(shù)脂的更穩(wěn)定，顯示更好的重復(fù)使用性能。不足的是D-72型、特別是普通型磺酸樹(shù)脂類催化劑的轉(zhuǎn)化頻率偏低。
　　 3.以竹粉為原料，通過(guò)部分炭化和磺化制

5、備了一系列生物質(zhì)炭磺酸催化劑，利用紅外、熱重對(duì)其進(jìn)行表征。將其用于催化合成己二酸二辛酯反應(yīng)，發(fā)現(xiàn)這類催化劑也具有很優(yōu)異的催化活性，在最佳條件下，其酯化率可達(dá)99％以上，其TOF為85.54mol/(mol·h)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于磺酸樹(shù)脂類催化劑的TOF，但催化劑的重復(fù)使用性能較差，這要?dú)w因于其磺酸位在反應(yīng)中易流失。為了改善這類竹炭磺酸材料的穩(wěn)定性，我們嘗試在制備竹炭磺酸時(shí)引入Si元素或Cl元素，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，引入Si元素或Cl元素的竹炭磺酸催化劑的