1997年第6期 日用化学工业 表3反应温度对TAED收率的影响 反应温度C 130 135 140 145 16O~ —— —— —lr
浅黄 探谈黄 黄 黑色 TAED收率 54
TAED色泽 浅黄
由表3反应看出;随反应温度的提高TAED收 率明显随之 升。在145℃以前,TAED收率变化出 现明显上升趋势,收率可高达83.1 。但同时也可看 出,随反应温度的升高,TAED色泽加深,焦化现象
成果集录 fi24GB2096133, :[6]DE 3 6095 1987 。 臻 7’凡J
聚酰胺树脂的制备 孚,到 ! 产l物已焦炭化a所以综合考虑反应温 ! —晏—! 乙/虞剑波陈星 度
2 of 慷酬 棚躺俐 ; ;6。[^ 4反应时间的影响 引言 7 。 。 反应的原料比和反应温度确定之后,反应时间主 要取决于水和乙酸的蒸出情况。一般情况TAED收 率随反应时间的加长,收率提高 其次,对反应时间影 响较大的还有加料方式和方法:(1)加料方式:滴加乙 酸酐时反应较为平静并且可采用分段加入乙酸酐的 方法。在这种情况下,反应时间在7h ̄8h为宜,其产 率可达76 以上。(2)加料方式:滴加乙二胺时反应 相当激烈,反应初期很难控制,反应时间相对短一些. 但乙酐用量相对增加,即反应生成的乙酸无法再与乙 二胺反应,只能作为副产物去除。 2.5催化剂重复使用 将反应后的产物与催化剂分离,(蒸馏)直接再次 使用。连续5次反应,反应条件均为140℃,7h,催化 剂用量不变,胺酐mo[比1;4.5,结果列于表4 表4催化剂重复使用与TAED收率关系 重复次数 1 2 3 4 5 牧率 76.6 77 1 75.4 73.7 73.8 由表4可知,催化剂重复使用5次后,TAED收 率仍维持在76 左右。可见催化剂活性尚未降低,说 明该催化剂可重复使用。 2.6结论 (1)杂多酸 ̄Hsiw3催化合成四乙酰乙二胺,反应 时间7h,胺酐moI比1 t 4.5~5,催化剂用量为乙二 胺质量的1.5 ,反应温度为140 ̄C,TAED的收率可 达76 以上。 (2)杂多酸<Hsiw3催化合成TAED与磷酸催化 方法合成TAED相比,可减少反应时间和酸酐用量 (t一7h,缩短2h~5h,免用乙酸) (3)采用<Hsiw3为催化剂可获得在短时间、低原 料投入下的高产出率,无副产物,色泽较好,催化剂用 量少。且可重复利用。更主要的是减少了酸的排放问 题及减少设备的腐蚀。 不饱和脂肪酸或不饱和脂肪酸酯在一定的条件 下聚合而成高分子二元酸——二聚酸。困其具有特异 的分子结构和特性,可生成许多衍生物,其中聚酰胺 树脂是最重要的一种。在日本9O 以上的二聚酸用 于生产聚酰胺树脂,用于印刷油墨和热熔粘接剂。国 外从2o年代就开始研究,40年代二聚酸开始进入市 扬,日本、美国等发达国家二聚酸及其衍生物的产量 和需求量运年递增。我国从80年代才开始生产二聚 酸,产量低、品种少、质量也欠佳;对由其衍生的产品 开发、研究、应用很受影响,目前尚有赖于进口。随着 我国脂肪酸工业的迅速发展,对脂肪酸及其衍生物的 综合利用和深度加工研究刻不容缓。目前,我国文教、 新闻、广告、包装等事业蓬勃发展,推动塑料印刷及粘 合剂等行业的迅速发展,聚酰胺树脂的需求量也日益 增加,故对二聚酸及聚酰胺树脂的研究和开发具有一 定的经济意义和社会意义。 1实验部分 1.1原料及规格 棉油酸:碘价138、酸价198,7、色泽4#(Fe Co),安徽科苑精细化工制品有限公司生产。其组成 见表1 表1棉油酸组成
白土(工业级无水)、乙二胺(工业级99.5 oA)、磷 酸(工业级)、癸=酸(工业级)、蓖麻醇酸(工业级)和 复合催化剂 1.2棉油酸的聚合反应 、 在2L高压反应釜中加入精棉油酸1000ml,白土 80g,蒸馏水20mI,催化剂1g,N 置换后充N:至 0.7mPa,升温240℃,保压1.8mPa,搅拌反应5h。 1.3二聚酸的中和脱色、过滤 ·45·
维普资讯 http://www.cqvip.com 成果羹录 刘勇等;聚酰胺树脂的翩备 反应物料降压降温,加入磷酸20g,白土20g, 130 C搅拌反应1h.100 C离心过滤。 1.4二聚酸的蒸馏 : 上述产物802g高真空蒸馏,真空度在i00Pa 以下.收集210℃前馏分295g,再将残留物离心过滤 得5Olg精二聚酸。 1.5缩台反应 将上述精二聚酸501g放八四El烧瓶中,加入癸 二酸2 6g、蓖麻醇酸17g,抽真空。N 保护条件下搅 拌加热至l00℃,缓慢滴加乙二胺57g,并于180℃保 温反应2h,蒸出理论量85 以上的水分,测反应物料 酸值5.7,胺值5.3。然后升温至200'C抽真空反应 0.5h.降温放料至不锈钢盘内。 2实验原理 以精油酸为主要原料制备聚酰胺树脂,工艺路线 如下: 徨化剂 助刑 =肢 精油醢一高压聚音 中和 过滤 蒸哲 精二聚彀一『——硅分子聚酰肢树脂 .一高分子聚酰肢树脂 单殴 多胺 2.1油酸的聚合反应
油酸的主要成分为十八碳二烯酸及十八碳一烯 酸,油酸的聚合主要是9,12一十八碳二烯酸的聚合反 应.分两步进行。 第一步双键异构化 CH,<CH ) CH:CHCH 2CH CH(CH2)4COOH 邢 CH3(CH2) CH=CH--CH=CH(CH2)5COOH
第二步 加成反应(Diels—Alder反应)
CH3(CH!) H=CHCH2CH=CH(CH2).COOH cw s cw cw=CH-CH=CH ccw ,sCOOw j2l{ }
cH3<CH zb—CH、CH(CH2)sCOOH CH ̄(CH2)7--CH—cH--CH<'H=CHiCH ).COOH
2.2二聚酸的缩合反应 nH【x)cRc00H—nH2NR’NH2一七CORCONHR’NH-} +nil O 3结果与讨论 3.1精油酸的聚合反应 精油酸的聚合度反映在生成二聚酸的量与投入 油酸的比例;二聚酸中二聚体含量。目前国内油酸聚 合度一般在60 以下,而本方法采用新型复合催化 剂,聚合度提高至62 以上。不同聚合方法及测定结 果见表2。 二聚酸中二聚体含量采用目前国内常用的凝胶 -46- 色谱法测定。 采用本方法制备的二聚酸粘度在4000cp以上, 色泽仅7N8 ,明显优于国内产品,可与日本同类产 品相比。 3 2缩台反应结果与讨论 表2 国内外二聚酸主要台成方法 *幕台体得事为质量百分数。 表3二聚酸各组分的定量分析 缩合反应产物聚酰胺树脂的主要指标为酸值、胺 值、软化点、粘度、色泽、溶解性,低分子聚酰胺树脂冬 季还存在冻点问题。目前国内低分子聚酰胺树脂的酸 值、胺值及软化点基本符合使用厂家的要求,但粘度 偏低、溶解性差、冻点偏高。我们查阅了大量资料,经 过不断地实验,选择了最佳反应条件及配方,产品经 油墨生产厂家配成油墨连接荆试用后,认为具有附着 力强、颜色鲜艳、冬季无冻结现象等优点,优于国内外
维普资讯 http://www.cqvip.com i9 7年第6期 日用化学工业 同类产品 在选择配方及制备方法时.以媪度、反应时间、总 酸与总胺摩尔比、分子量调节剂占总酸的比例作为变 量.经过正交设计,选择反应温度200℃,反应时间2h ~3h,癸二酸为分子量调节剂,蓖麻醇酸用于增加树 脂溶解性,反应物料中总酸摩尔量与总胺摩尔量相 等,制备出树 指标如表4 表4苯溶性聚酰胺树脂技术指标 产品束漂 艘值胺值软化点℃牯度 色泽 陈点℃ 4结束语 4.1本工艺适合各种聚酰胺树脂的生产,中间产品 二聚酸 可直接出售.堕体酸则可羟过氢化、分离制 备异硬脂酸。 4.2配套设备要求较高。其中聚合、蒸馏、缩合等设 备要求具有很高的密封性能,真空设备要求真空度达 到40Pa左右。 4.3 困原料中油酸及二聚酸均有不饱和键,极易氧 化,故高温时应严格隔绝空气。 4 4聚酰胺树脂产品经造粒后,达到国外先进水平。 参考文献 贝雷油脂化学及工艺学 :3]邢存章,替新国-董铭章应用化学·l9骺 旎 ,椽,铸品, 池晦名t1, 南碗垛 , ! 五水偏硅酸钠生产技术研究肟钟. 张 % q响 ̄,-m辉 ( 冉 ,郑州 450002)n 0引言 ‘ 、 五7K偏硅酸钠是洗涤制品的~种高 助 ,可代 替洗涤剂中的磷酸盐。国内五水偏硅酸钠多采用溶液 结晶法,实践中存在产品质量不够稳定的问题,究其 原因,是杂质含量对结晶产生较大的影响,使其偏离 正常的相图范围。针对上述问题,本文进行了实验研 究,目的是探索工业结晶的适宜条件 i杂质的来源 五水偏硅酸钠生产以硅酸钠和烧碱为原料,尽管 所用原料的规格不尽相同,但不可避免地都会带入杂 质 硅酸钠的杂质主要是Fe 和水不溶物;烧碱的杂 质主要有NaCI、Fe 和水不溶物 在生产过程中,碱 成果集录 性环境下的化学腐蚀也会使部分设备及管道中的铁 溶于工艺流体中。 水不溶物可用过滤方法除去,影响产品质量的杂 质主要是F 一和cl。对生产过程进行监控发现,除 产品带走部分杂质外,多数杂质都聚集于母液中。随 着母液循环次数的增多,结晶液中杂质含量提高,超 过一定限度,就易引起产品质量不合格。 2杂质含量对产品质量的影响 为了考察结晶液中杂质含量对产品质量的影响 情况,我们设计了一组实验,结果见表i。实验中采用 加入NaCI来调节cl的含量,加入FeCI;调节Fe“_ 的含量 分析表中数据可知: (1)Fe 和cl的含量对产品中杂质含量有十分 明显的影响。随着结晶液模数提高.结晶液中允许的 最高杂质含量下降,(实验3、7、10)。 表i 结晶液中杂质含量对产品质量的影响 序 堕曼墨 曼堕苎 产睾 号模数 NaCI模数Na2O SiO 卜 NacI 。
注:表中数据为质量百分数. (2)结晶液模数增高和杂质含量增大都会造成产 品收率下降。 (3)当结晶液模数和cl含量在相同条件下时. 产品中cl含量随结晶液中Fe 含量升高而升高(见 实验1,2,3)。说明Fe 对cl的析出具有一定的促 进作用。 (4)当结晶液模数和Fe”含量相同时,随着cl 含量的增加,产品中Fe”和cl一都有所增加,尤其是 cl增加较 陕(见实验5,6,7)。 (5)结晶液模数提高,即使结晶液中杂质含量相 同,也导致产品中杂质含量的增多(见实验i,7)。 (6)高模数下结晶,产品的模数较低,说明母液夹 带量较大 实验中发现,该类产品干燥用时较长,相对 比较困难。 3结果与讨论 (1)在上述各种实验条件下,产品中杂质铁的含 量均没有超过化工部产品标准规定的指标(< 4 ·
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