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聚酯增塑劑的合成
- 評論:0 瀏覽:2473 發布時間:2006/7/14
1.合成機理
聚酯增塑劑的生產方法基本上和其他酯類的生產方式相似.但過程稍復雜 。 f11由二元酸和二元醇合成
a.二元酸和二元醇反應:
nH0一R一0H+nH0OC- R - CO0H ; H七OROOCR CO士OH+(2n一1)H20
b.二元酸與二元醇反應.一元醇封端(n—1)H0一R一0H+nH00C—RCOOH+2R OH;==== R”0_}OCR COORO~OCR COOR' +(2n+1)H20
c.二元酸與二元醇反應.一元酸封端nH0一R一0H+nH00C— R 一C00H+2R”COOH ; ==== R CO七OROOCR C0士OROOCR +(2n+1)H20
f21由二元酸二酯與二元醇合成
a.二元酸二酯與二元醇合成nH0一R一0H+nR 00C— R 一C00 R,, i== R O f OCR COORO~H+f2n一1)R”OH
b.二元酸二酯與二元醇合成.一元醇封端 (n+1)H0一R一0H+nR”00C—R 一C00R”+2R,”OH ; R'O t OCR COORO-3~l OCR COOR'”+2nR”OH+2HzO
c.二元酸二酯與二元醇合成.一元酸封端 (n+1)H0一R一0H+nR”00C—R 一C00R”+2R,”COOH ~R'CO_}OROOCR coo-3~l ROOCR" +2nR”OH+2H20聚合反應過程可以分為初期、中期和終止期 三個時期【3】。
(1)聚合反應初期
在聚合反應初期主要是以單體與單體之間進行作用,以及單體與低聚物之間的縮合反應為主。在這個過程中,由于單體的濃度較大,逆反應的速度相對較小,正反應速度較快,大多數的單體首先轉化為低聚物。
(2)聚合反應中期
聚合反應的中期是形成高分子量聚合物的主 要階段,此時的單體含量已很小,大多轉化為不同聚合度的縮合物,為了打破反應平衡使聚合反應向正向進行,達到提高分子量的目的,必須采取較高溫度和較低壓力的反應條件,從聚合體系中除去小分子產物。在生產過程中,常采用減壓等工藝方法。
(3)聚合反應的終止期
在這一時期,反應產物的分子量增大,粘度顯 著變大.絕大多數的小分子量產物已經從體系中除去.將少量的低分子物從反應體系中除去變得相當困難。這時的反應基本達到要求,應終止聚合反應,避免各種可能的副反應發生,獲得純度高`,色澤好的聚酯產品,同時避免能源浪費。
1.2 原料
聚酯增塑劑的主要原料是二元酸和二元醇。 二元酸包括脂肪族、芳香族、脂環族酸,常用的二元酸有己二酸、癸二酸、苯二甲酸、苯酐和壬二酸 常用的二元醇有1,2一丙二醇、1,3一丁二醇、l,4一丁二醇、乙二醇、一縮二乙二醇等。使用多種脂肪族與芳香族的混合二元酸.兩種以上混合二元醇.能制得具有特殊性能和用途的產品為了控制合成產品的分子量或進行改性.常用一元醇或一元酸進行封端。封閉端基的終止基所用的一元醇一般用C ~C 。的醇,常用的有2一乙基己醇、丁醇等。用碳數小的醇制成的增塑劑雖與樹脂的相容性良好,但耐久性差:使用碳數高的醇過量時難以除去。一元酸常用C!獵 。的酸,如油
酸、癸酸、壬酸、月桂酸等。
此外,為了加速反應進行.縮短反應達到平衡 的時間,應使用催化劑。為防止長時間高溫加熱,引起氧化降解,使聚合物著色,需加入穩定劑。在聚酯合成過程中,催化劑的選擇是個關鍵性的問題。常用的催化劑有鈦酸四丁酯、有機錫鹽類等。 穩定劑通常是一些還原劑和抗氧化劑.常用的有亞磷酸、次亞磷酸、亞磷酸三苯酯等。
1.3 合成工藝[
在裝有攪拌器、溫度計、冷凝器、醇水分離器 的反應瓶中,按一定比例投入二元酸(單一或混合二元酸)、二元醇(單一或混合二元醇)和催化劑。在氮氣保護及攪拌條件下,常壓緩慢升溫至200℃,反應至酸值(以KOH計)低于10mg/g,減壓蒸餾并維持220~230℃.直至酸值符合要求即得聚酯增塑劑產品。
1.4 影響聚合反應的因素
影響聚合反應的因素主要是官能團物質的量的比、反應溫度、壓力、催化劑及穩定劑。縮聚反應過程很復雜.需要在較高的溫度和真空度下進行。在每個階段都要將釋出的二元醇從反應物中揮發逸出,反應才能進行下去。在縮聚時.醇和酸都要有足夠的穩定性和活潑性。由于聚酯增塑劑一旦形成,就不能像一般的單一化合物那樣純化.因此反應的各種單體應有盡可能高的純度.使用的催化劑性能和用量應以不致產生副反應的最低限度為宜。采用真空可以縮短縮聚時間.劇烈攪拌可以促使水及二醇快速除去,使用惰性氣體能防止反應物及產物氧化及成環。
2 增塑劑的分析表征及性能測試
2.1 聚酯增塑劑的分析表征
增塑劑產品的質量檢驗離不開各種分析測試 手段。增塑劑的檢驗方法既有國家標準,也有國際標準或發達國家大公司企業標準。這里就適合于聚酯增塑劑的分析表征和測試方法作一簡要闡述。