醇的烷氧基化反应制备聚醚多元醇研究毕业论文_化学工程与工艺毕业论文

醇的烷氧基化反应制备聚醚多元醇研究毕业论文

2021-04-27更新

摘 要

聚醚多元醇是主链含有醚键,端基或侧基含有大于2个羟基的低聚物。通常是以低分子量多元醇、多元胺或含活泼氢的化合物为起始剂,与氧化烯烃在催化剂作用下开环聚合而成。聚醚多元醇的应用广泛,主要用于制作洗涤剂、消泡剂、赋形剂、乳化剂、抗静电剂、润湿剂、分散剂、破乳剂。未来聚醚市场仍呈现增长趋势。

本论文以不同羟基数的醇类(苯甲醇、C12-14醇、1,4丁二醇、甘油)为原料,与不同比例环氧乙烷分别在氢氧化钠、甲醇钠、三氟化硼催化剂的作用下,合成聚醚多元醇,并通过中和、减压蒸馏、抽滤等步骤进行精制获得最终产品。通过对产品的初步质量检测和红外分析,探索各类聚醚多元醇产品的生产工艺路径,初步筛选了适合生产聚醚多元醇的催化剂。论文为拓展聚醚多元醇的合成方向并为大规模生产提供理论基础,,为更好的开发国内市场提供理论支持。

关键词:聚醚多元醇;EO;开环反应;

ABSTRACT

Polyether polyols is the oligomer has ether bond in the main chain and more than 2 hydroxyl in terminal group or pendant group. It is usually formed by ring opening polymerization with the initiator such as low molecular weight polyols, amines or active hydrogen-containing compound, the olefin oxide and a catalyst . Polyether polyols are widely used, mainly for the production of detergents, antifoaming agents, excipients, emulsifiers, antistatic agents, wetting agents, dispersing agents, demulsifiers. Future market of polyether is still growing.

This paper will take alcohols with different polyhydric numbers (benzyl alcohol, Sodium C12-14 alcohol, 1,4-butanediol, glycerin) as the raw materials and ethylene oxide with different proportions to syntheze polyether polyols in the presence of sodium hydroxide, sodium methoxide, boron trifluoride and obtain the final product through vacuum distillation and other steps. Through the initial product quality testing and infrared analysis, the paper explored the path of the production process of various types of polyether polyol products and initially screened catalyst for the production of polyether polyols. This paper provided the theoretical basis for expansion direction of the polyether polyol and large-scale production and theoretical support for the better development of the domestic market.

Key words: Polyether polyol;ethylene oxide;ring opening;

目录

第一章 文献综述 1

1.1 聚醚多元醇发展史 1

1.2 聚醚多元醇发展现状 1

1.3 聚醚多元醇生产工艺介绍 3

1.3.1间歇釜式工艺 3

1.3.2 环路反应工艺 3

1.3.3 Press循环喷雾工艺 3

1.3.4 连续管式反应工艺 3

1.3.5 多釜串联连续化反应工艺 4

1.4聚醚多元醇催化剂介绍 4

1.4.1传统酸、碱催化剂 4

1.4.2 碱土金属氧化物/氢氧化物/盐催化剂 4

1.4.3 水合滑石类催化剂 5

1.4.4 铝镁复合氧化物 5

1.4.5 固体酸催化剂 5

1.4.6 双金属氰化物催化剂(DMC) 5

1.4.7 磷腈催化剂 5

1.5 本课题原料及催化剂介绍 6

1.5.1 原料介绍 6

1.5.2 催化剂介绍 6

1.6 本课题研究目的、意义及研究内容 7

1.6.1 本课题研究目的与意义 7

1.6.2 本课题研究内容 7

第二章 生产实验部分 8

2.1 聚醚多元醇合成原理 8

2.2 实验原料及仪器 8

2.3 实验过程 9

2.4 产品数据分析表征 9

2.4.1 水份的测定 9

2.4.2 酸值的测定 10

2.4.3 羟值的测定 11

2.4.4 分子量的测定 12

2.4.5 红外光谱(FIIR)分析 13

2.5 收率的计算 13

第三章 聚醚多元醇的合成 14

3.1 单羟基和环氧乙烷开环 14

3.1.1 苯甲醇与EO的反应 14

3.1.2 C12-14醇与EO的反应 16

3.2多羟基醇和环氧乙烷开环 19

3.2.1 1,4丁二醇与EO反应 19

3.2.2 甘油与EO的反应 22

结 论 24

致谢 25

参考文献 27

第一章 文献综述

1.1 聚醚多元醇发展史

聚醚多元醇是分子中含有醚键,而且端基为羟基的低聚物[1]。由含有活泼氢的小分子化合物如(醇类,胺类)作为起始剂,与含有环氧结构的化合物在催化剂作用下进行开环聚合反应而成的。聚醚多元醇是一种重要的化工原料,其最大用途就是合成聚氨酯(PU)树脂类材料,例如聚氨酯粘合剂、聚氨酯泡沫塑料、聚氨酯弹性体、聚氨酯胶黏剂等。另外,还能够制造非离子型表面活性剂、热交换流体、润滑剂等[2]

用来合成聚醚多元醇的环氧化物主要是环氧乙烷、环氧丙烷、四氢呋喃和这些化合物的混合物[3]。其中由含活泼氢的化合物与环氧乙烷共聚生成的聚醚多元醇在PU产业的发展中占有重要的地位[4]。最早制取聚醚的聚合反应是在酸或者碱催化剂作用下进行的,而常用的酸性催化剂是质子酸和路易斯酸,碱性催化剂常用的是碱金属、碱金属的氧化物、醇化物和氢氧化物。经过不停的开发,研究出来数种催化剂,其中研究最多且已经化工投产的当属双金属氰化物络合催化剂(DMC)。

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