1. 研究目的与意义
增塑剂通常是一些高沸点、难以挥发的黏稠液体或低熔点的固体,一般不与塑料发生反应,用于增加高聚物的塑性、改善加工性、赋予制品柔韧性,也是迄今为止产量和消费量最大的物质之一。
其中脂肪族二元酸酯类增塑剂是一类优良的耐寒增塑剂,其低温性能优良、耐冲击性能好、塑化效率及粘度性能好,目前主要作为辅助增塑剂以改善制品的低温性能。
酯化反应是化工生产中经常遇到的一类重要的有机反应。
2. 国内外研究现状分析
探索和开发环境友好催化剂来取代传统催化剂以及大大地改进羧酸与醇类酯化的传统方法,已成为一个非常重要而且十分活跃的研究领域。
其中沸石分子筛的酸性中心来源于骨架结构中的羟基,包括存在于硅铝氧桥上的羟基和非骨架铝上的羟基。
它具有很宽的可调变的酸中心和酸强度,能满足不同的酸催化反应的活性要求;比表面积大,孔分布均匀,孔径可调变,对反应原料和产物有良好的形状选择性;结构稳定,机械强度高,可高温(400~600℃)活化再生后重复使用,对设备无腐蚀;生产过程中不产生三废,废催化剂处理简单,不污染环境。
3. 研究的基本内容与计划
采用直接酯化法工艺,以脂肪酸(癸二酸、己二酸等)与醇醚(乙二醇甲醚、乙醚、丁醚等)在固体酸催化剂和共沸脱水剂作用下进行酯化反应,不断分离出副产水,反应结束,反应产物通过脱除共沸脱水剂等精制处理制得目标产品。
考察zsm-5分子筛对酯化反应影响,采用单因素考察方法,确定催化剂硅铝比及用量,反应的投料配比、脱水剂及用量、反应温度、反应时间等工艺参数;并确定合理的精制过程,制得收率高的目标产品。
工艺(反应条件单因素考察):原料配比n(醇醚):n(羧酸)=2.2,2.4,2.5,2.6,2.8:1反应时间(h):2,2.5,3,3.5,4带水剂种类:甲苯,环己烷,正丁醚,石油醚带水剂用量:10%,15%,20%,25%,30%催化剂硅铝比:25,38,50,100催化剂用量:3.5%,4.5%,5%,6%,8%循环次数:1 ,2,3,4,5原料:酸:戊二酸、己二酸、壬二酸、癸二酸。
4. 研究创新点
酯化反应原料创新:脂肪族二元酸烷氧基乙酯的合成,是以乙二醇单醚和脂肪族二元酸为原料,在催化剂和共沸脱水剂作用下,进行直接酯化反应。
催化体系创新:使用分子筛ZSM-5作为催化剂来进行羧酸和醇醚的酯化反应,具有反应无污染,催化剂制备方便、可回收利用等多个优点。
