氯化聚丙烯与甲苯烷基化反应的研究

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Friedel-Crafts烷基化反应是有机合成和药物合成中的一类重要反应,有着十分广泛的应用。近年来,一些研究者将其应用到了高分子领域,他们以聚合物作为烷化剂,通过烷基化反应达到对聚合物进行改性的目的,取得了较好的效果。在本文中,选取氯化聚丙烯(CPP)作为烷化剂,重点研究了它与甲苯的烷基化反应的一些规律,建立了动力学模型,希望能通过烷基化反应,用苯环取代CPP分子链上的部分氯原子,改变其分子结构,降低其分子极性,使改性后的CPP与一些树脂的相容性改善,扩大其应用范围。 首先,从两个方面改进了测定氯含量的燃烧-中和法,提出了更为准确更适合于该研究体系的氧瓶燃烧.电位滴定法。一是用电位滴定取代指示剂滴定来确定终点;二是数据处理采用Origin软件拟合滴定曲线方程,由方程参数计算氯含量,求得的结果比微商法更准确。为后文反应动力学的研究奠定了基础。 稀释比是指良溶剂中允许加入非溶剂的最大量。对浓度、温度和氯含量对稀释比的影响规律分别进行了研究,发现稀释比随浓度的增大而减小,随温度的升高而增大,随氯含量的降低而变大。 然后,重点研究了三氯化铝催化下CPP与甲苯的烷基化反应。正交实验表明催化剂用量对反应的影响最大,其次是反应温度和物料配比,反应时间影响最小。进而,测定了一组动力学数据,提出了动力学模型,求得了模型参数,并得到了动力学方程:dx/dt=2.37×105×[Cat]3×exp(48794/RT)×(1-x)9.77。对模型的可靠性也进行了检验。 接着,用三角相图考察了离子液体、甲苯和氯化聚丙烯三元体系的分层区域,用于指导后续实验的设计。研究了离子液体对该反应的催化性能,测定了一组动力学数据,建立了动力学模型,通过数据拟合得到了模型参数和动力学方程:dx/dt=1.62×[Cat]2.57×exp(30159/RT)×(1-x)8.45。该方程与三氯化铝作催化剂时的动力学方程形式相同,都表现出较高的反应级数。另外对离子液体的重复使用性能也进行了讨论。 采用IR和NMR技术证实了苯环基团成功连接到CPP分子链上。用GPC测
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