论文部分内容阅读
六氢苯酐基增塑剂是一类新型环保非苯类增塑剂,可替代邻苯二甲酸酯用于与人体直接接触塑料制品的增塑剂。本文主要研究了以六氢苯酐为原料酸,合成环己烷1,2-二甲酸二正壬酯（DNCH）、环己烷1,2-二甲酸二正丁酯（DBCH）、聚环己烷1,2-二甲酸二甘醇酯（PDCH）的方法。通过单因素实验优化得到了合成DNCH的工艺条件为:n（正壬醇）︰n（六氢苯酐）=2.8︰1,催化剂氨基磺酸用量为0.20%（以反应物总质量计）,反应温度为190℃,反应时间为5 h,酯化率>99.0%。粗产品通过水蒸气脱醇、中和、水洗、脱水提纯精制,精制产品毒性试验LD50>10000 mg/kg,属于实际无毒。产品色度、外观、酸值符合要求。测试了DNCH的耐迁移性和耐抽出性。通过单因素实验优化得到了合成DBCH的工艺条件为:n（正丁醇）︰n（六氢苯酐）=3︰1,复配催化剂用量为0.60%（以反应物总质量计）,催化剂复配比m（Ce（SO4）2·4H2O）︰m（NH2SO3H）=2︰1,反应温度为135℃,反应时间为9 h,酯化率>99.0%。粗产品经过脱醇、中和、水洗、脱水、高温减压蒸馏产品后,经气相分析产品纯度为99.06%。产品毒性试验LD50>10000 mg/kg,属于实际无毒。产品色度、外观、酸值符合要求。通过单因素实验优化得到了以钛酸正四丁酯为催化剂合成PDCH的工艺条件为:n（二甘醇）︰n（六氢苯酐）=1.1︰1,催化剂钛酸正四丁酯用量为0.47%（以反应物总质量计）,酯化反应温度为220℃,酯化反应时间为5 h,-0.095 MPa压强下,缩聚反应时间为2.5 h,缩聚反应温度为220℃,酯化率>99.5%,产品为棕色。产品的数均分子量Mn为14000 g·mol-1,重均分子量Mw为15000 g·mol-1,分布指数为1.07,具有窄分布物性,产品粘度为2300 Pa·S（25℃）,酸价为0.97 mgKOH/g,加热减量为0.0039,相对密度1.30 g/mL。封端剂用量对产品分子量、粘度几乎无影响。通过单因素实验优化得到了以甲基磺酸为催化剂合成PDCH的工艺条件为:n（二甘醇）︰n（六氢苯酐）=1.1︰1,催化剂甲基磺酸用量为0.40%（以反应物总质量计）,酯化反应温度为220℃,酯化反应时间为5 h,-0.095 MPa压强下,缩聚反应时间为2 h,缩聚反应温度为160℃,酯化率>99.0%,产品为浅棕色。产品的数均分子量Mn为13000 g/mol,重均分子量Mw为14000 g/mol,分布指数为1.08,具有窄分布物性,产品的粘度为2200 Pa·S（25℃）,酸价为1.85 mgKOH/g,加热减量为0.0031,相对密度为1.27 g/mL。通过比较,可以看出合成PDCH的两种催化剂各有优缺点,其中以钛酸正四丁酯为催化剂,反应最终酸价降到1 mgKOH/g以下,但是产品色泽较深,粘度和分子量相对较大,缩聚反应时间较长,温度较高;而以甲基磺酸为催化剂,产品色泽较浅,粘度和分子量相对较小,缩聚反应温度低,时间短,但是终点酸价较高,为1.85 mgKOH/g。