繆首領(lǐng)
(青島科技大學(xué) 化工學(xué)院,山東 青島 266042)
松香:特級(jí),酸值174 mg KOH/g,上海埃比試劑有限公司;甲苯:煙臺(tái)三和化學(xué)試劑有限公司;硫酸鈦、氯化鋅:國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司;氧氯化鋯:淄博環(huán)拓化工有限公司;氫氧化鉀;天津市廣成化學(xué)試劑有限公司;無(wú)水乙醇:萊陽(yáng)經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)區(qū)精細(xì)化工廠(chǎng);氨水:青島捷隆化工有限公司;以上試劑均為AR;硫酸:質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98%,煙臺(tái)三和化學(xué)試劑有限公司。
集熱式恒溫加熱磁力攪拌器:DF-101S,鄭州長(zhǎng)城科工貿(mào)有限公司;電熱鼓風(fēng)干燥箱:101-1A型,上海良平儀器儀表有限公司;軟化點(diǎn)測(cè)定儀:SYD-2806D,河北大宏實(shí)驗(yàn)儀器有限公司;旋片真空泵:2XZ-2型,大連通達(dá)反應(yīng)釜廠(chǎng)。
一定比例的原料和溶劑投入裝有回流冷凝管、電動(dòng)攪拌器、溫度計(jì)的三口燒瓶中,加熱到70 ℃,取溶解完全的未反應(yīng)液滴定,測(cè)其酸值;加入催化劑,通入保護(hù)氣N2,加熱至110 ℃開(kāi)始計(jì)時(shí),反應(yīng)5 h,反應(yīng)結(jié)束后用靜置沉淀方法將固體超強(qiáng)酸催化劑與反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)行分離;降溫,用80 ℃水洗反應(yīng)后產(chǎn)物,測(cè)其酸值,先進(jìn)行常壓蒸餾,后在絕對(duì)壓力0.4 kPa下進(jìn)行減壓蒸餾,收集240 ℃以上的塔釜餾份,得到產(chǎn)品聚合松香。
反應(yīng)式如下。
催化劑種類(lèi)
催化劑種類(lèi)圖1 不同催化劑對(duì)產(chǎn)品性能的影響
2.2.1 反應(yīng)時(shí)間的影響
其它條件與2.1相同,反應(yīng)溫度120 ℃的反應(yīng)條件下,考察反應(yīng)時(shí)間對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響,見(jiàn)圖2。
從圖2可以看出,隨著反應(yīng)時(shí)間的增加,聚合松香的軟化點(diǎn)不斷增加,但是反應(yīng)時(shí)間超過(guò)5 h后,繼續(xù)增加反應(yīng)時(shí)間軟化點(diǎn)的變化幅度不大,故最佳的反應(yīng)時(shí)間為5 h。
t/h圖2 反應(yīng)時(shí)間對(duì)聚合松香軟化點(diǎn)的影響
2.2.2 m(催化劑)的影響
m(催化劑)/g圖3 m(催化劑)對(duì)聚合松香軟化點(diǎn)的影響
從圖3可以看出,m(催化劑)從0.50 g增加到1.50 g時(shí),聚合松香的軟化點(diǎn)大幅度增加。當(dāng)繼續(xù)增加催化劑用量時(shí),軟化點(diǎn)變化較小,趨于平穩(wěn)。從經(jīng)濟(jì)角度來(lái)看,選用m(催化劑)=1.50 g為宜。
2.2.3 浸漬濃度的影響
c(浸漬硫酸)/(mol·L-1)圖4 浸漬酸濃度對(duì)聚合松香軟化點(diǎn)的影響
2.2.4 反應(yīng)溫度的影響
t/℃圖5 反應(yīng)溫度對(duì)聚合松香軟化點(diǎn)的影響
從圖5可以看出,聚合松香的軟化點(diǎn)隨溫度的升高而上升,到達(dá)120 ℃后,軟化點(diǎn)有所下降,這是由于溫度過(guò)高導(dǎo)致副反應(yīng)增多所引起的。此外溫度過(guò)高的還有能耗增加和產(chǎn)品色級(jí)加深的缺陷。合適的溫度應(yīng)兼顧軟化點(diǎn)、色級(jí)和生產(chǎn)成本來(lái)選擇。實(shí)驗(yàn)得出的最佳實(shí)驗(yàn)溫度為120 ℃。
次數(shù)圖/TiO2/La3+催化劑重復(fù)使用性能
次數(shù)圖/TiO2催化劑重復(fù)使用性能
參 考 文 獻(xiàn):
[1] 程芝,張晉康.天然樹(shù)脂生產(chǎn)工藝學(xué)[M].北京:中國(guó)林業(yè)出版社,1996:224-230.
[2] WALTER M,SCHWARTZ,Philadelphia.Drain for hosiery:2136526[P].1936-03-03.
[3] 楊如春,曾祥元.氯仿-硫酸法聚合松香生產(chǎn)工藝[J].林產(chǎn)化工通訊,1995,29(1):l5-l9.
[4] 劉仕偉,于世濤,劉福勝,等.硫酸一離子液體復(fù)合催化劑催化松香聚合反應(yīng)工藝的研究[J].林產(chǎn)化學(xué)與工業(yè),2005,25(B10):64-68.
[5] 羅金岳.固體超強(qiáng)酸催化合成聚合松香的研究[J].林產(chǎn)化學(xué)與工業(yè),1999,19(4):56-62.