聚丙烯成核剂二（3，4-二甲基二苄叉）山梨糖醇（DMDBS）合成的研究
【摘要】：聚丙烯成核剂是当前聚烯烃制品透明化添加剂发展的热点,聚丙烯(pp)作为五大通用热塑性树脂之一,有着广阔的应用前景。二(3,4-二甲基二苄叉)山梨糖醇(简称DMDBS)是国外前几年开发问世的山梨糖醇苄叉衍生物成核剂中的第三代新品种,它是一种性能优良的聚丙烯塑料制品透明化添加剂,在塑料加工业中得到广泛应用。DMDBS与前两代产品相比,它解决了前者热稳定性相对较差的问题,并进一步降低了聚烯烃制品的雾度,提高了制品的物理机械性能和加工应用性能,具有无色、无味、增透性高、光洁度高、结晶速度快、改善材料刚性等特点。本文研究的山梨糖醇苄叉衍生物成核剂DMDBS具有改性效果显著、综合性能高以及易于工业化生产等优点,对聚丙烯改性研究具有重要意义。
通过比较山梨糖醇苄叉衍生物成核剂DMDBS的制备中的原料3,4-二甲基苯甲醛各合成路线对工艺及设备的不同要求,采用工艺简洁的低温邻二甲苯羰基化法,在Lewis酸复合催化体系下,以及温和的反应条件下和特定的催化反应器中合成3,4-二甲基苯甲醛。针对优化反应的催化剂体系和工艺条件,进行了单因素水平实验和最优化实验,条件为:反应体系物料配比为邻二甲苯:AlCl_3:Cu_2Cl_2:二氯乙烷=1:1.25:0.15:2,反应温度为0～5℃,反应时间在8小时左右,反应的单程转化率可达70%～80%。采用精馏法对反应各组分进行了分离,通过面积归一化法测定含量达到98.5%。该羰基化法具有反应条件相对温和、同分异构体量较少、可操作性强等优点。反应溶剂及未反应物回收方便,产品提纯处理简便,最终产品纯度高,羰基化反应的选择性和收率也有了显著的提高。
以D-山梨糖醇和3,4-二甲基苯甲醛为原料,在固体酸和表面活性剂相结合的复合催化体系下进行醇醛缩合反应,合成了二(3,4-二甲基二苄叉)山梨糖醇(DMDBS),并着重研究和讨论了物料组成、催化剂、温度、搅拌等因素对DMDBS合成的影响,同时在现有技术水平基础上,对如何提高反应的主产物DMDBS的收率和熔点进行了详细的考察,同时对提高催化剂的选择性和活性,抑制副产物的生成以及最终产物的分离和精制等方面也相应的进行了研究。在单因素水平以及正交实验的基础上,得到最优化条件,即3,4-二甲基苯甲醛和D-山梨糖醇
【关键词】：聚丙烯 成核剂 山梨糖醇 3 4-二甲基苯甲醛 二(3 4-二甲基二苄叉)山梨糖醇
【学位授予单位】：南京工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2005
【分类号】：TQ325.14
【DOI】：CNKI:CDMD:2.2005.129127
【目录】：
【学位授予单位】：南京工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2005
【分类号】：TQ325.14
【DOI】：CNKI:CDMD:2.2005.129127
【目录】：
- 摘要7-9
- ABSTRACT9-12
- 第一章 引言12-27
- 1.1 聚丙烯成核剂近年来的发展12-15
- 1.2 聚丙烯透明成核剂的种类15-19
- 1.3 透明成核剂作用机理19-20
- 1.4 国内成核剂的生产和研究现状20-22
- 1.5 山梨醇系列成核剂的发展前景22-24
- 1.6 DMDBS的发展前景24-27
- 第二章 原料3,4-二甲基苯甲醛的制备27-48
- 2.1 3,4-二甲基苯甲醛简介27-28
- 2.2 国内外合成技术状况28-29
- 2.3 3,4-二甲基苯甲醛的合成方法29-31
- 2.3.1 不完全氧化法29
- 2.3.2 氯甲基化法29-30
- 2.3.3 溴化水解法30
- 2.3.4 羰基化法一30
- 2.3.5 羰基化法二30-31
- 2.4 合成路线的确定31
- 2.5 主要原料的性质31-33
- 2.6 实验仪器与化学试剂33-35
- 2.6.1 实验仪器33-34
- 2.6.2 实验试剂34-35
- 2.7 实验装置图35-36
- 2.7.1 合成实验装置35-36
- 2.7.2 产品精馏提纯装置36
- 2.8 工艺流程图36-37
- 2.9 反应机理37
- 2.10 实验步骤37-38
- 2.11 单因素实验38-43
- 2.11.1 反应温度对反应的影响38-40
- 2.11.2 反应时间对反应的影响40-41
- 2.11.3 催化剂用量对反应的影响41-43
- 2.12 可能的最佳反应条件43
- 2.13 优化条件实验结果43-44
- 2.14 实验结论44
- 2.15 中控分析44-46
- 2.16 三废处理46-48
- 第三章 DMDBS的合成48-62
- 3.1 DMDBS简介48
- 3.2 主要原料的性质48-49
- 3.3 实验仪器与试剂49-51
- 3.3.1 实验仪器49-50
- 3.3.2 实验试剂50-51
- 3.4 反应原理51
- 3.5 工艺流程图51
- 3.6 缩合反应装置图51-52
- 3.7 实验方法52-53
- 3.8 单因素实验53-59
- 3.8.1 醛醇摩尔比对反应的影响53-54
- 3.8.2 促进剂对反应的影响54-55
- 3.8.3 催化剂对反应的影响55-57
- 3.8.4 搅拌速度对反应的影响57-58
- 3.8.5 溶剂对反应的影响58
- 3.8.6 乳化剂和表面活性剂对反应的影响58-59
- 3.9 工艺条件优化59-61
- 3.9.1 正交实验的设计59-60
- 3.9.2 正交实验结果与分析60-61
- 3.9.3 重复试验结果61
- 3.10 结论61-62
- 第四章 DMDBS的纯化处理工艺62-67
- 4.1 主要原料与仪器62-63
- 4.1.1 主要原料62
- 4.1.2 主要仪器62-63
- 4.2 实验方法63-64
- 4.2.1 DMDBS的纯化处理63
- 4.2.2 红外光谱测试63-64
- 4.3 结果与讨论64-66
- 4.3.1 纯化处理DMDBS的收率分析64-65
- 4.3.2 成核剂的物性分析65-66
- 4.4 结论66-67
- 第五章 DMDBS合成中的溶剂回收67-73
- 5.1 环己烷回收方法67-68
- 5.2 实验部分68-69
- 5.2.1 操作步骤68
- 5.2.2 溶剂回收及精制68-69
- 5.3 结果与讨论69-72
- 5.3.1 溶剂回收方式对溶剂回收的影响69-70
- 5.3.2 两种溶剂回收方法对产品质量的影响70-71
- 5.3.3 溶剂回收方式对其它因素的影响71-72
- 5.4 结论72-73
- 第六章 DMDBS缩合反应传质模型的设计73-78
- 6.1 界面性质在相际传质中的作用73
- 6.1.1 界面的物理化学性质73
- 6.1.2 界面膜的作用73
- 6.2 相际传质动力学研究73-74
- 6.3 传质模型的建立74-75
- 6.4 数据处理与讨论75-78
- 第七章 DMDBS合成的中试放大设计78-84
- 7.1 概述78
- 7.2 工艺流程78-80
- 7.2.1 3,4-二甲基苯甲醛合成78-79
- 7.2.2 成核剂DMDBS合成79-80
- 7.2.3 工艺流程图80
- 7.3 设备80-82
- 7.3.1 设备一览表80
- 7.3.2 设备仪表80-81
- 7.3.3 计量仪表81-82
- 7.4 公用工程规格82-83
- 7.4.1 装置定员82
- 7.4.2 水、电、气消耗82-83
- 7.5 物料衡算83
- 7.5.1 物料衡算说明83
- 7.5.2 物料平衡图83
- 7.6 投资概算83-84
- 第八章 结论84-86
- 参考文献86-91
- 附录91-95
- 成果95-96
- 致谢96
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| 【参考文献】 | ||
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| 【共引文献】 | ||
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| 【二级参考文献】 | ||
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| 【相似文献】 | ||
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