Zn-MOFs催化合成聚丁二酸乙二醇酯和碳酸二甲酯的研究

采用溶剂热法和直接混合法合成了3种金属有机骨架材料(Zn-MOFs),研究了其在碳酸乙烯酯(EC)与丁二酸二甲酯(DMSu)耦合反应制聚丁二酸乙二醇酯(PES)和碳酸二甲酯(DMC)反应中的催化性能,并对工艺条件进行了考察.采用X射线粉末衍射法(XRD),扫描电子显微镜(SEM),傅里叶转化红外光谱法(FTIR)和原子发射光谱法(ICP-AES)对Zn-MOFs进行了表征,对聚合物PES进行了FTIR和核磁共振(~1HNMR和~(13)C-NMR)测试.结果表明,既具有MOF-5结构,又含有较多Zn O的纳米Zn-MOF-L催化活性最好.在Zn-MOF-L催化下,最优反应条件如下:预缩聚反应温度215℃,预缩聚反应时间4 h,缩聚反应温度220℃,缩聚压力小于300 Pa,n(EC)/n(DMSu)=2,催化剂用量为1 wt%.最优反应条件下,DMC的收率可达到65.08%,PES的特性黏数[η]可达到0.572 d L/g,数均相对分子质量M_n为2.1×104,相对分子质量分布PDI为2.21.     

熔融/固相缩聚法合成聚乙醇酸及其性能表征

采用熔融/固相缩聚法合成了聚乙醇酸(PGA)可降解高分子材料,其基本反应步骤为:以乙醇酸为原料,先在190℃熔融状态下将乙醇酸脱水制成分子量为2万左右的低聚物,然后将制得的低聚物在190℃下进行固相缩聚以进一步提高分子量,所制备的PGA产物通过IR、DSC、XRD等手段进行表征。重点考察了不同催化剂,催化剂用量、是否熔融、反应温度、反应时间等因素对固相缩聚的影响,并得出熔融/固相缩聚法合成高分子量的聚乙醇酸的较佳工艺条件:反应温度190℃,二水合醋酸锌与等摩尔量的对甲苯磺酸作为催化剂(质量分数为0.4%),熔融缩聚2h后制得低聚物,然后在190℃下进行固相缩聚,40h后熔融一次,产品粉碎后继续固相缩聚60小时,PGA的重均分子量可达74000左右。     

4,4-(9-芴)二苯酚型聚碳酸酯的合成及其耐高温性能研究

以4,4-(9-芴)二苯酚(BHPF)和碳酸二苯酯(DPC)为原料,采用熔融酯交换法合成了4,4-(9-芴)二苯酚型聚碳酸酯(BHPF-PC).红外光谱、核磁共振碳谱及氢谱测试结果证实了所得聚合物的化学结构.采用了四苯基膦苯酚盐(C_(30)H_(25)OP)等2种季磷盐以及3种碱性无机盐催化剂作为合成聚碳酸酯的催化剂,结果四苯基膦苯酚盐的催化效果最好.分析了DPC/BHPF初始摩尔比对BHPF-PC的影响规律,随着DPC/BHPF初始摩尔比的增加,BHPF-PC的分子量呈现先增加后降低的趋势.进一步研究了聚合工艺包括缩聚时间和缩聚温度对BHPF-PC的影响,结果表明BHPF-PC分子量达到最大值所需要的时间随DPC/BHPF初始摩尔比的增加而增加.初始摩尔比为1.1∶1的DPC和BHPF,在1×10~(-5)mol/mol(BHPF)的四苯基膦苯酚盐催化作用下,于330℃缩聚150 min可以获得分子量最大的BHPF-PC.最后研究了BHPF-PC的耐高温性能和光学性能,其Tg达到了275℃,空气中失重率为5%时的分解温度T5%为440℃,同时透光率达到了88.1%,表明BHPFPC是一种具有优异耐高温性能的高光学透明材料.     

2-乙酰氨基-4-叔丁基苯酚的合成工艺研究

本文以苯酚为初始原料,按照文献方法合成了4-叔丁基苯酚与2-硝基-4-叔丁基苯酚,用5%Pd/C作催化剂,通过催化氢化合成2-氨基-4-对叔丁基苯酚(OB酚),研究了OB酚N-乙酰化工艺条件,发现合成N-乙酰化OB酚的较佳工艺条件为:反应温度30℃,酰化剂用量为OB酚1.05个当量,反应时间8 h,介质pH 6.5;在此工艺条件下,N-乙酰化OB酚收率高达99.2%,选择性98.7%。     

6-叔丁基-3-氯甲基-2,4-二甲基苯酚的合成

以2,4-二甲基-6-叔丁基苯酚、多聚甲醛和三氯氧磷为原料,在四氯化碳溶剂中合成了6-叔丁基-3-氯甲基-2,4-二甲基苯酚并确定较佳的工艺条件,分别考察了物料配比、反应温度、反应时间和相转移催化剂用量对反应收率的影响。确定较佳工艺为:在四氯化碳溶剂中,反应温度为40℃,2,4-二甲基-6-叔丁基苯酚用量为60 g,多聚甲醛12 g,浓盐酸30 g,相转移催化剂4 g,三氯氧磷40 g。在上述条件下,6-叔丁基-3-氯甲基-2,4-二甲基苯酚的收率为95%,纯度>99%(HPLC面积归一化法),产品结构经IR、MS和~1H-NMR表征。     

稀土固体超强酸so2-4/tio2-ce4+直接法催化合成聚乳酸

滴定沉淀法制备了SO2-4/TiO2-Ce4+稀土固体超强酸催化剂,得到了可作为直接法合成聚乳酸催化剂的制备工艺:硫酸浸渍浓度1.0 mol/L,Ce4+浓度0.08 mol/L,浸渍时间10 h,焙烧温度500 ℃,焙烧时间3 h,并将该固体超强酸催化剂用于直接催化合成聚乳酸.考察了聚合温度、聚合时间、催化剂用量及聚合压力对聚乳酸合成的影响,得到了最佳工艺条件为:催化剂用量为乳酸质量的0.174%,先在120 ℃,2 000 Pa下预聚5 h,然后在180 ℃,1 000 Pa下聚合15 h,最后在120 ℃,500 Pa下聚合20 h,得到的聚乳酸分子量为1.39×104.     

溶胶-凝胶法制备MoO3/SiO2催化草酸二甲酯和苯酚酯交换反应

采用溶胶-凝胶法在碱性条件下制备了一系列MoO_3/SiO_2催化剂用于草酸二甲酯和苯酚酯交换反应,并利用XRD、IR、XPS、NH3-TPD等表征催化剂结构.结果表明:弱酸中心是草酸二甲酯和苯酚酯交换反应的活性中心.当MoO_3负载量为12%(重量百分比),p H为9.1时的MoO_3/SiO_2催化剂具有更高的催化性能,这可能与该催化剂表面Mo物种分散更好和更高的酸量有关.在1.20 g MoO_3/SiO_2催化剂,0.20 mol苯酚,n(草酸二甲酯)/n(苯酚)=2,180℃反应3 h的条件下,苯酚转化率达70.0%,甲基苯基草酸酯和草酸二苯酯选择性分别为88.4%和11.5%.     

镍催化转移缩聚合成全氟环丁基芳基醚聚合物

研究了通过镍催化转移缩聚的方法来合成全氟环丁基芳基醚聚合物.首先,我们以对溴苯酚和1,2-二溴四氟乙烷为起始原料,通过两步反应得到对溴三氟乙烯基芳基醚,进一步加热环化二聚得到单体1,2-二(4-溴苯氧基)六氟环丁烷.该二聚物再与异丙基格氏试剂发生镁交换反应,生成格氏试剂中间体,在催化剂Ni(dppe)Cl2的存在下发生镍催化转移缩聚生成聚合物.研究了反应时间、温度和单体投料比对催化缩聚反应的影响.     

聚6-羟基己酸碱性条件下的水解反应研究

探究了碱性条件下聚6-羟基己酸水解反应的机理和最优化工艺条件。实验过程中选用碱度较大的氢氧化钠及碱度较小的碳酸氢钠作为反应试剂。研究表明:碱度不同,其反应机理,反应工艺条件亦不同。碱度越大,OH~-浓度越大,亲核基团[OH~-]直接进攻聚6-羟基己酸的酯基结构,使酯基键发生断裂反应,生成小分子的6-羟基己酸;反应工艺条件缓和,在100℃的集热式恒温加热磁力搅拌器中既可完全解聚。碱度大的氢氧化钠参与反应的最优化工艺条件:氢氧化钠/聚6-羟基己酸摩尔比为4.4,乙二醇/聚6-羟基己酸摩尔比为6.5,水用量100g,催化剂0.1g,反应时间2h,反应温度100℃条件下,6-羟基己酸产率达到84.07%;碱度小的碳酸氢钠钠参与反应的最优化工艺条件:碱度越小,OH~-浓度越小,在反应初期亲核基团[-OCH_2CH_2OH]占主导地位,发生醇解反应的概率大,整个反应体系为醇解反应与水解反应相互促进进行;反应工艺条件苛刻,须在180℃密闭高压釜中完全解聚。碳酸氢钠/聚6-羟基己酸摩尔比为1.1,乙二醇/聚6-羟基己酸摩尔比为3,水用量100g,催化剂0.1g,反应时间1h,反应温度180℃~190℃条件下,6-羟基己酸产率达到90.38%。在整个反应系统中,乙二醇作为溶剂来使用。     

聚2,5-呋喃二甲酸1,8-辛二酯的聚合反应

以可再生资源2,5-呋喃二甲酸(FDCA)和1,8-辛二醇(1,8-ODO)为原料,钛酸四丁酯为催化剂,采用直接酯化法制得聚2,5-呋喃二甲酸1,8-辛二酯(1,8-POF)。 考察了原料配比、催化剂用量、酯化温度、缩聚温度及缩聚时间对聚合反应的影响,结果表明,当n(FDCA)∶n(1,8-ODO)=1∶1.2,钛酸四丁酯摩尔分数为0.3%,酯化温度为240 ℃,缩聚温度为260 ℃,缩聚时间为300 min时,缩聚产物的比浓粘度最高（2.1 dL/g）,端羧基含量最低（5.8 mol/t）。 与乙二醇相比,采用1,8-辛二醇为单体降低了酸醇的摩尔比,减少了醇的消耗,同时得到了较高分子量的聚合物。 气质联用仪对酯化馏出液和缩聚产物真空抽出物进行了分析,结果表明,酯化馏出液的主要成分是水,并含有少量的1,8-ODO;缩聚产物真空抽出物的组成为环己酮（56%）、顺式-3-辛烯醇（18%）、4-甲基-3-戊烯-2-酮（17%）和4-羟基-4-甲基-2-戊酮（9%）。     

熔融缩聚/固相缩聚合成聚草酸乙二醇酯及其性能表征

为解决直接聚合聚草酸乙二醇酯粘度低,利用熔融缩聚和固相缩聚联用的工艺合成较高粘度的聚酯。聚草酸乙二醇酯在170℃,氯化亚锡催化剂直接熔融缩聚,125±2℃进行固相缩聚40h,特性粘度增加到0.236dl·g~(-1)。通过红外和核磁进行表征分子结构;利用DSC表征固相缩聚比直接聚合结晶温度高10℃,达到137℃。固相缩聚后聚酯粘度增加,结晶性能改变,结晶温度增加。     

直接酯化法合成聚2,5-呋喃二甲酸乙二酯

以2,5-呋喃二甲酸(FDCA)和乙二醇(EG)为原料,草酸亚锡为催化剂,采用直接酯化法制备了聚2,5-呋喃二甲酸乙二酯(PEF)。考察了酯化反应、酯化产物、缩聚反应及缩聚产物的影响因素,结果表明,草酸亚锡在该体系中既可催化酯化反应又可催化缩聚反应,当n(FDCA)∶n(EG)=1∶1.6、草酸亚锡摩尔分数为0.1%、酯化温度为210℃、缩聚温度为240℃、缩聚反应时间为480 min、磷酸三甲酯摩尔分数为0.03%时,酯化程度最高(酯化产物的酸值在94%以上),缩聚产物相对分子量最高(比浓粘度达到1.29 dL/g),端羧基含量最低(34.3 mol/t);采用FTIR和1H NMR对目标产物的结构进行了表征。     

聚合松香的制备及其含量测定

以工业松香为原料,用硫酸-无水氯化锌作催化剂制备聚合松香.在70℃下,用甲苯溶解松香(松香和甲苯的重量比为1∶1),加入n(H2SO4)∶n(ZnCl2)=0.6的催化剂,120℃温度聚合反应10 h和270℃减压蒸馏(200 Pa)的条件下,所得一级聚合松香的二聚松香的含量≥90.5%,软化点182℃,酸值150.6 mg KOH/g,收率≥74%;二级聚合的二聚松香的含量≥65%,软化点135℃,酸值157 mg KOH/g,收率≥95%.用GC-MS分离出二聚体中的14个异构体;通过测定松香单体和二聚体的相对校正因子,采用面积归一法测定产品二聚体的含量.     

稀土固体超强酸SO_4~(2-)/TiO_2-Ce~(4+)直接法催化合成聚乳酸

滴定沉淀法制备了SO42-/TiO2-Ce4+稀土固体超强酸催化剂,得到了可作为直接法合成聚乳酸催化剂的制备工艺:硫酸浸渍浓度1.0 mol/L,Ce4+浓度0.08 mol/L,浸渍时间10 h,焙烧温度500℃,焙烧时间3 h,并将该固体超强酸催化剂用于直接催化合成聚乳酸。考察了聚合温度、聚合时间、催化剂用量及聚合压力对聚乳酸合成的影响,得到了最佳工艺条件为:催化剂用量为乳酸质量的0.174%,先在120℃,2 000 Pa下预聚5 h,然后在180℃,1 000 Pa下聚合15 h,最后在120℃,500 Pa下聚合20 h,得到的聚乳酸分子量为1.39×104。     

新型茂钛催化剂合成聚乙烯-b-间规聚苯乙烯嵌段共聚物的研究Ⅰ.嵌段共聚合反应

以五甲基茂基三苄氧基钛 [Cp Ti(OBz) 3]为主催化剂、改性甲基铝氧烷 (mMAO)为助催化剂 ,进行乙烯与苯乙烯的嵌段共聚合反应 .讨论了乙烯预聚温度、预聚时间、主催化剂的浓度、Al(mMAO) Ti摩尔比、苯乙烯的浓度以及外加三异丁基铝 (TIBA)等条件对共聚反应的影响 .发现适宜的共聚反应条件为 ,预聚温度为40℃ ;主催化剂的浓度为 6 6 7× 10 - 4 mol L ;铝钛摩尔比为 2 0 0 .共聚反应的催化效率随预聚时间的延长而降低 ;嵌段共聚物中苯乙烯链节含量随苯乙烯的浓度的增加而增加 ;外加TIBA对嵌段共聚物的形成及催化效率的提高起关键性作用     

聚芳醚腈-聚硅氧烷嵌段共聚物的合成

采用4-烯丙基-2-甲氧基苯酚(Eugenol)为端基的聚二甲基硅氧烷与氟代苯端基含杂萘联苯结构聚芳醚腈,以碳酸钾为催化剂,二甲基亚砜与邻二氯苯为溶剂的条件下进行芳香亲核取代反应(SNAr),合成了一种高分子量的聚芳醚腈-聚硅氧烷嵌段共聚物,并采用FTIR和1H-NMR对该产物的结构进行了表征.DSC测试结果表明该类嵌段共聚物具有两个玻璃化转变温度(Tg),分别为-98～-90℃和255～287℃,而且共聚物具有优良的耐热性,10%的热失重温度(Td)在450℃以上.采用原子力显微镜和透射电镜观测发现该共聚物存在明显的相分离特征.     

稀土固体超强酸so2-4/tio2-ce4+直接法催化合成聚乳酸

滴定沉淀法制备了SO42-/TiO2-Ce4 稀土固体超强酸催化剂,得到了可作为直接法合成聚乳酸催化剂的制备工艺:硫酸浸渍浓度1.0 mol/L,Ce4 浓度0.08 mol/L,浸渍时间10 h,焙烧温度500℃,焙烧时间3 h,并将该固体超强酸催化剂用于直接催化合成聚乳酸。考察了聚合温度、聚合时间、催化剂用量及聚合压力对聚乳酸合成的影响,得到了最佳工艺条件为:催化剂用量为乳酸质量的0.174%,先在120℃,2 000 Pa下预聚5 h,然后在180℃,1 000 Pa下聚合15 h,最后在120℃,500 Pa下聚合20 h,得到的聚乳酸分子量为1.39×104。     

亚硫酸酯盐型共聚物的合成及性能研究

以2-(3-甲基丙烯酰胺丙基二甲氨基)乙基亚硫酸内盐(MAPES)和双烯丙基十二烷基苯磺酰胺(DDBSA)为功能单体,在(NH_4)_2S_2O_8-NaHSO_3引发体系下改性部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)制备了一种水溶性亚硫酸内盐型两性离子聚合物驱油剂AM/AA/MAPES/DDBSA。通过黏弹性、耐温抗盐抗剪切等流变测试以及室内模拟岩心驱替实验研究了两性离子聚合物提高采收率的能力,结果表明了在同等条件下,0.2 wt%亚硫酸内盐型共聚物溶液比部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)具有更好的增黏性(845.3 m Pa.s)、抗剪切性(1000 s~(-1),94.2 m Pa·s)、耐温性(100℃,94.8 m Pa·s),抗老化性(80℃下进行10天的老化性测试,黏度保留率达到25%)以及抗盐性(NaCl:30 g·L~(-1),81.8 m Pa·s;MgCl-2和CaCl_2:3 g·L~(-1),77.4、77.9 m Pa·s)。0.2 wt%共聚物溶液在模拟油藏环境下(地层水矿化度:9374.13 mg·L~(-1),油藏温度75℃),提高采收率(EOR)达到了11.5%。     

Ce-SBA-15的制备及其苯酚甲醇烷基化性能

采用后合成法制备Ce-SBA-15介孔分子筛.通过XRD、N_2吸附-脱附、SEM、EDS、NH_3-TPD、Py-FTIR和TGDTA手段对样品进行表征.结果表明,Ce-SBA-15催化剂具有介孔结构,活性组分CeO_2能够很好地分散在载体表面.在固定床反应装置上,考察了Ce负载量、焙烧温度和焙烧时间对Ce-SBA-15催化苯酚甲醇烷基化性能的影响.最佳组成和制备条件为:Ce负载量为15%,焙烧温度为550℃,焙烧时间为4.5 h.在苯酚/甲醇摩尔比1/4,反应温度460℃,质量空速3.0 h~(-1),常压的条件下,Ce-SBA-15分子筛催化苯酚甲醇烷基化性能最好,苯酚转化率达到66.89%,邻甲酚选择性达到55.43%.     

氯化磷酸二苯酯的合成和结构表征

以苯酚、三氯氧磷为原料,以无水三氯化铝为催化剂合成了氯化磷酸二苯酯;采用正交试验研究了反应温度、反应时间、催化剂用量和原料配比对反应收率的影响,确定了最佳工艺条件;并利用红外光谱和核磁共振谱表征了产物的结构.结果表明,影响反应收率的几种因素的排序为:反应温度>原料配比>催化剂用量>反应时间;最佳反应条件为:温度70℃、反应时间15h、原料配比(n苯酚∶n三氯氧磷)2∶1、催化剂用量0.8g(相对于苯酚的质量分数为4.25%).与此同时,采用加水后处理方法可以提高产品收率和可操作性.