双（2，4-二叔丁基苯基）季戊四醇二亚磷酸酯的合成研究

论文摘要

由于亚磷酸酯类抗氧剂具有良好的加工稳定性能,随着高分子材料工业的不断发展,人们对其的需求量日益增大。双（2,4-二叔丁基苯基）季戊四醇二亚磷酸酯,商品名称为抗氧剂626,是亚磷酸酯类抗氧剂的一个主要品种。抗氧剂626不仅对氢过氧化物分解能力强、含有有效磷量高、符合抗氧剂高分子量化的趋势,而且在改善制品加工稳定性、提高耐候性、赋予优良色泽等方面都表现出优异的效果。特别是该产品与酚类主抗氧剂复合使用后,可以广泛应用于聚烯烃、聚酯、聚碳酸酯等高分子材料中,并能提高高分子材料加工过程中的耐热、耐侯稳定性及色泽改良性,使之具有长期的稳定性。因此,它是一种发展及应用前景都非常好的高效亚磷酸酯类抗氧剂,是受市场欢迎的产品。目前,文献中提出的抗氧剂626的合成工艺路线比较复杂,产品收率不高（产品收率低于85%）,产品生产成本较高。为改进抗氧剂626的合成工艺,本论文对它的合成工艺进行了深入研究,得出了较佳的工艺,产品平均收率为88.1%左右,高过国内外文献值。本论文提出了合成抗氧剂626的新工艺路线,研究了合成中各因素对实验结果的影响,包括:（1）反应溶剂对实验结果的影响;（2）滴加温度对实验结果的影响;（3）催化剂及其使用质量对实验结果的影响;（4）原料摩尔配比对实验结果的影响;（5）第一步保温反应温度对实验结果的影响;（6）第一步保温反应的时间对实验结果的影响;（7）第二步保温反应温度对实验结果的影响;（8）第二步保温反应的时间对实验结果的影响;（9）结晶溶剂对实验结果的影响。结果如下:向反应瓶中加入催化剂四正丁基溴化铵0.4g,甲苯25.0g,三氯化磷29.1g,搅拌。在25℃下,向反应物料中滴加2,4-二叔丁基苯酚（简称2,4-酚,下同）41.3g与甲苯25.0g之溶液,滴加时间0.5h,滴加完毕后升温至50℃,保温反应3h;此后,再向反应溶液中加入13.6g季戊四醇,缓慢升温至125℃,保温反应5h;反应结束后,减压蒸馏回收溶剂甲苯,得到淡黄色浆状产物。加入三乙胺中和至pH=8左右,加入产品理论质量约1.5倍异丙醇,60～70oC搅拌0.5h。冷却至20oC左右,过滤,得到白色粉状的产品抗氧剂626。产品平均收率（以2,4-酚计）为88.1%左右,比文献值提高3 %以上。本论文对实验产品抗氧剂626做了红外光谱、熔点、高效液相色谱及核磁共振等产品表征和质量分析。实验产品质量符合化工行业标准HG/T3974-2007。本论文特点与创新之处主要有:（1）将2,4-酚甲苯溶液滴入到三氯化磷甲苯溶液中,减少了已有工艺中副反应的发生;（2）论文选用了四正丁基溴化铵作为反应过程中的催化剂,与文献不同;（3）在产品进行后处理中,加入一定量的三乙胺,使产品具有一定的抗水解性;（4）优化了工艺条件,与文献值相比提高了产品收率。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 引言
• 第1章 文献综述
• 1.1 抗氧剂及其作用
• 1.2 抗氧剂的种类
• 1.2.1 酚类抗氧剂
• 1.2.2 胺类抗氧剂
• 1.2.3 亚磷酸酯类抗氧剂
• 1.2.4 含硫类抗氧剂
• 1.2.5 金属离子钝化剂
• 1.2.6 天然抗氧剂
• 1.2.7 复合型抗氧剂
• 1.3 几种主要抗氧剂的介绍
• 1.3.1 抗氧剂1010
• 1.3.2 抗氧剂1076
• 1.3.3 抗氧剂264
• 1.3.4 抗氧剂300
• 1.3.5 抗氧剂168
• 1.4 氧化反应机理
• 1.5 抗氧剂的作用机理及其相互效应
• 1.5.1 抗氧剂的作用机理
• 1.5.1.1 链终止剂的作用机理
• 1.5.1.2 辅助抗氧剂的作用机理
• 1.5.2 抗氧剂之间的相互效应
• 1.5.2.1 协同效应
• 1.5.2.2 对抗效应
• 1.6 抗氧剂626
• 1.7 抗氧剂626 合成工艺路线
• 1.7.1 抗氧剂168 合成工艺路线
• 1.7.2 亚磷酸三甲酯合成工艺路线
• 1.7.3 亚磷酸三苯酯合成工艺路线
• 1.7.4 三氯化磷合成工艺路线
• 1.8 抗氧剂626 合成方法评述
• 第2章 试验试剂、仪器及研究方法
• 2.1 试验试剂
• 2.2 试验仪器
• 2.3 抗氧剂626 的收率计算方法
• 2.4 抗氧剂626 的质量指标
• 2.5 反应原理
• 2.6 实验方法及流程图
• 2.7 试验方案的初步确定
• 2.7.1 原料添加顺序
• 2.7.2 反应溶剂
• 2.7.3 催化剂
• 2.7.4 原料配比
• 2.7.5 反应温度
• 2.7.6 结晶溶剂
• 第3章 结果与讨论
• 3.1 反应溶剂的选择
• 3.2 催化剂的选择
• 3.3 催化剂四正丁基溴化铵用量的选择
• 3.4 原料配比、反应温度、反应时间对收率的影响
• 3.5 优化工艺实验与结果
• 3.5.1 物料摩尔的配比对收率的影响
• 3.5.2 第二步反应的温度对收率的影响
• 3.6 第二步反应时间对收率的影响
• 3.7 结晶溶剂对收率的影响
• 3.8 优化条件下的实验结果
• 3.9 实验溶剂的回收
• 3.9.1 有机溶剂的处理
• 3.9.2 实验溶剂的回收
• 3.10 串联取代重排反应探讨
• 第4章 产品表征和质量分析
• 4.1 熔点检测
• 4.1.1 仪器设备
• 4.1.2 熔点的测定方法
• 4.1.3 熔点测定结果
• 4.1.4 结论
• 4.2 红外光谱检测
• 4.2.1 仪器
• 4.2.2 红外光谱测定结果
• 4.2.3 结论
• 4.3 高效液相色谱检测
• 4.3.1 仪器和试剂及条件
• 4.3.2 高效液相测定结果
• 4.3.3 结论
• 4.4 核磁共振检测
• 4.4.1 仪器和试剂
• 4.4.2 核磁共振测定结果
• 4.4.3 结论
• 第5章 实验中出现的问题及解决方法
• 5.1 第一步反应剧烈且不完全的问题
• 5.1.1 出现问题的现象、可能原因及危害
• 5.1.2 解决办法
• 5.2 产品出现了水解现象
• 5.2.1 出现水解的现象、可能原因及危害
• 5.2.2 解决办法
• 第6章 结论与建议
• 6.1 实验结论和创新
• 6.1.1 实验结论
• 6.1.2 实验创新
• 6.2 后续工作和建议
• 参考文献
• 攻读硕士期间已发表的论文
• 致谢