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熔融酯交换合成聚碳酸酯预聚体的实验研究
作 者: 范海平
导 师: 方云进
学 校: 华东理工大学
专 业: 化学工程
关键词: 非光气 聚碳酸酯 催化剂 猝灭剂 色差
分类号: TQ323.41
类 型: 硕士论文
年 份: 2012年
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内容摘要
本文较全面的综述了双酚A型聚碳酸酯的主要合成工艺,通过对比筛选,确定了以非光气熔融酯交换法合成聚碳酸酯预聚体的工艺路线。通过烧瓶中的小试实验,对预聚反应的催化剂进行了考察,确定了以氢氧化四丁基铵为催化剂时得到的产品综合性能最佳,然后分别考察了主要影响因素如催化剂用量、物料配比、抗氧剂、调色剂的加入量、碳酸二苯酯和双酚A纯度,以及猝灭剂的加入量对预聚产品性能的影响。在此基础上,在不锈钢反应釜中进行了条件探索,如电机转速,猝灭剂用量等。最后还对预聚反应体系进行了动力学的研究,实验结果符合假定动力学模型,对后续实验有一定的指导作用。较佳的预聚工艺条件为:催化剂选用氢氧化四丁基铵,用量5×10-5mol/molBPA,DPC结晶后使用,使用K7抗氧剂,用量0.6%,猝灭剂采用有机酸,用量5ppm,催化剂在150℃时加入,前期酯交换反应30min,最终温度230℃,并保持10min,制备的PC预聚体分子量达到缩聚要求,色泽和透光率达国内领先水平。
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全文目录
摘要 5-6 Abstract 6-11 第1章 文献综述 11-33 1.1 聚碳酸酯 11-13 1.1.1 聚碳酸酯简介 11 1.1.2 聚碳酸酯应用范围 11-13 1.2 合成工艺 13-19 1.2.1 光气化界面缩聚法 13 1.2.2 间接光气法 13-14 1.2.3 非光气熔融酯交换法 14-15 1.2.4 固相聚合工艺 15-16 1.2.5 碳酸二甲酯与双酚A酯交换 16-17 1.2.6 双酚A的氧化羰化法 17-18 1.2.7 二氧化碳与环氧化合物直接制备聚碳酸酯 18 1.2.8 聚合设备研究进展 18-19 1.3 聚碳酸酷氧化及抗氧剂 19-25 1.3.1 抗氧化机理 19-20 1.3.2 抗氧剂分述 20-23 1.3.3 研究进展 23-24 1.3.4 抗氧剂技术开发趋势 24-25 1.4 荧光增白剂 25-27 1.4.1 增白机理及性能 25-26 1.4.2 用于高聚物增白增艳时荧光增白剂的添加量 26 1.4.3 适用于高聚物增白增艳的荧光增白剂品种 26 1.4.4 研究进展 26-27 1.5 颜料 27-28 1.6 聚碳酸酯生产与市场 28-31 1.6.1 我国生产路线 28 1.6.2 国内外产能与消费现状 28-31 1.7 聚碳酸酯发展两大难题 31 1.8 本文工作的提出 31-33 第2章 实验原料及分析方法 33-40 2.1 实验药品 33-34 2.1.1 实验原料与药品 33-34 2.1.2 实验物料性质 34 2.2 实验仪器与设备 34-35 2.3 分析方法 35-40 2.3.1 分子量检测 35-36 2.3.2 产品色差测试 36-37 2.3.3 分子量分布测试 37-38 2.3.4 红外分析产品基团 38 2.3.5 SEM扫描电镜分析 38 2.3.6 镏出苯酚量的检测 38-40 第3章 烧瓶实验合成聚碳酸酯预聚体 40-64 3.1 实验装置及流程 40 3.2 工艺条件的确定 40-42 3.2.1 真空度对产品分子量的影响 41 3.2.2 反应时间对产品分子量的影响 41-42 3.3 不同催化剂对产品分子量及色差的影响 42-45 3.3.1 催化剂的制备 42 3.3.2 不同催化剂对产品分子量及色差的影响 42-45 3.4 抗氧剂对产品性能的影响 45-47 3.4.1 抗氧剂加入顺序对产品色差的影响 45-46 3.4.2 不同抗氧剂对产品色差的影响 46-47 3.5 碳酸二苯酯(DPC)的纯度对产品性能的影响 47-50 3.5.1 结晶工艺的考察 47-49 3.5.2 DPC纯度对产品色差的影响 49-50 3.6 双酚A纯度对产品色差的影响 50-51 3.6.1 双酚A的精制 50-51 3.6.2 双酚A纯度对产品色差的影响 51 3.7 猝灭剂对反应产品色差的影响 51-52 3.7.1 猝灭剂的加入对产品色差的影响 51-52 3.7.2 猝灭效果的验证 52 3.8 不同原料配比对产品分子量、色差及苯酚回收率的影响 52-55 3.8.1 原料配比对分子量的影响 52-53 3.8.2 原料配比对苯酚回收率的影响 53-54 3.8.3 原料配比对色差的影响 54-55 3.9 荧光增白剂对PC的影响 55-56 3.10 酞青蓝添加量对产品色差的影响 56-59 3.11 原料熔融的方式影响 59 3.12 产品表征 59-62 3.12.1 凝胶色谱分析 59-60 3.12.2 红外分析 60-61 3.12.3 电镜扫描分析 61-62 3.13 本章小结 62-64 第4章 不锈钢釜中聚碳酸酯预聚体的合成 64-74 4.1 实验设备 64-65 4.1.1 反应装置 64 4.1.2 实验装置的完善 64-65 4.2 升温程序对产品性能的影响 65-66 4.3 转速的影响 66-67 4.4 猝灭剂量对产品性能的影响 67 4.5 产品表征 67-70 4.5.1 凝胶色谱分析 68 4.5.2 红外分析 68-69 4.5.3 电镜扫描分析 69-70 4.6 总结与展望 70-71 4.7 存在问题 71-72 4.8 本章小结 72-74 第5章 预聚反应的动力学研究 74-84 5.1 静态实验假设 74-76 5.2 实验方法 76-78 5.2.1 实验设备 77 5.2.2 标准曲线的绘制 77-78 5.3 结果与讨论 78-83 5.3.1 平衡常数的确定 78-79 5.3.2 反应速率常数的确定 79-80 5.3.3 反应活化能的计算 80-81 5.3.4 催化剂量的影响 81-82 5.3.5 不同催化剂对反应的影响 82-83 5.4 本章小结 83-84 第6章 结论 84-85 参考文献 85-92 读研期间发表论文 92-93 致谢 93
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中图分类: > 工业技术 > 化学工业 > 合成树脂与塑料工业 > 缩聚类树脂及塑料 > 聚酯树脂及塑料 > 饱和聚脂
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