硫化促进剂的合成新工艺研究

论文摘要

橡胶硫化促进剂种类众多,合成工艺也很多,其中使用氧化剂氧化2-巯基苯骈噻唑（促进剂M）是合成其他硫化促进剂的方法之一,而氧化剂主要有次氯酸钠、过氧化氢、氧气等。在众多氧化剂中,过氧化氢具有绿色环保的优点。过氧化氢在无催化剂和一定温度下亦能分解氧化,但更多的是使用催化剂,以达到降低氧化温度,缓和反应体系,减少副反应的目的。本文首先研究了在无催化剂作用下,用过氧化氢氧化原料促进剂M,控制物料用量、氧化温度和氧化剂滴加时间,合成N-环己基-2-苯骈噻唑次磺酰胺（促进剂CBS）、二硫化二苯骈噻唑（促进剂DM）、N-叔丁基-2-苯骈噻唑次磺酰胺（促进剂TBBS）三种硫化促进剂。并经单因素试验法得到较佳工艺条件,在各自较佳条件下,其产物收率分别能达到89%、90%、88%。其次,在前面工作的基础上,首次选用锰、铁、锌、钴、镍、铜的四磺酸基金属酞菁化合物为催化剂,改变工艺条件,实现了催化过氧化氢氧化原料促进剂M合成促进剂CBS、DM、TBBS的新工艺。通过对比实验及正交设计试验,分别找到了较佳的催化剂及其三种工艺的优化条件。在各自新工艺的较佳条件下,产物CBS和TBBS的收率能达到95%左右,DM收率能达到96%以上。与原工艺相比,使用四磺酸基金属酞菁化合物为催化剂,合成促进剂CBS、DM、TBBS新工艺,可以有效地降低氧化温度,缓和反应,减少物料的用量,同时亦能提高产物收率。本文选用红外光谱、质谱、核磁共振等分析方法对新工艺合成的三种硫化促进剂进行定性分析,用高效液相色谱法对CBS、DM、TBBS三种产物进行含量分析,其含量分别为99.14%、97.44%、95.0%。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 文献综述
• 1.1 硫化促进剂概述与分类
• 1.1.1 硫化促进剂概述
• 1.1.2 硫化促进剂分类
• 1.2 国内外生产现状及发展趋势
• 1.2.1 硫化促进剂生产状况
• 1.2.2 硫化促进剂清洁生产思考
• 1.3 几种硫化促进剂介绍
• 1.3.1 硫化促进剂CBS
• 1.3.2 硫化促进剂DM
• 1.3.3 硫化促进剂TBBS
• 1.4 硫化促进剂合成方法
• 1.4.1 硫化促进剂CBS合成方法
• 1.4.2 硫化促进剂DM合成方法
• 1.4.3 硫化促进剂TBBS合成方法
• 1.5 过氧化氢催化氧化
• 1.5.1 金属酞菁化合物
• 1.6 本文研究思路
• 第二章 无催化剂条件下促进剂合成
• 2.1 引言
• 2.2 试剂与仪器
• 2.3 反应方程式
• 2.4 实验方法
• 2.5 实验结果与讨论
• 2.5.1 CBS合成结果分析
• 2.5.2 DM合成结果分析
• 2.5.3 TBBS合成结果分析
• 2.6 本章小结
• 第三章 四磺酸基金属酞菁催化氧化合成促进剂新工艺
• 3.1 引言
• 3.2 CBS合成实验
• 3.2.1 反应方程式
• 3.2.2 催化剂选择
• 3.2.3 以四磺酸基酞菁铁为催化剂的工艺优化
• 3.2.4 催化剂选择的验证
• 3.3 DM合成实验
• 3.3.1 反应方程式
• 3.3.2 催化剂选择
• 3.3.3 以四磺酸基酞菁钴为催化剂的工艺优化
• 3.3.4 催化剂选择的验证
• 3.4 TBBS合成实验
• 3.4.1 反应方程式
• 3.4.2 催化剂选择
• 3.4.3 以四磺酸基酞菁铁为催化剂的工艺优化
• 3.4.4 催化剂选择的验证
• 3.5 本章小结
• 第四章 产物的结构表征及含量分析
• 4.1 仪器与试剂
• 4.2 产物CBS的结构表征
• 4.2.1 产物CBS的IR分析
• 4.2.2 产物CBS的MS分析
• 1HNMR分析'>4.2.3 产物CBS的¹HNMR分析
• 13CNMR分析'>4.2.4 产物CBS的¹³CNMR分析
• 4.3 产物DM的结构表征
• 4.3.1 产物DM的IR分析
• 4.3.2 产物DM的MS分析
• 1HNMR分析'>4.3.3 产物DM的¹HNMR分析
• 13CNMR分析'>4.3.4 产物DM的¹³CNMR分析
• 4.4 产物TBBS的结构表征
• 4.4.1 产物TBBS的IR分析
• 4.4.2 产物TBBS的MS分析
• 1HNMR分析'>4.4.3 产物TBBS的¹HNMR分析
• 13CNMR分析'>4.4.4 产物TBBS的¹³CNMR分析
• 4.5 产物的含量分析
• 4.5.1 色谱条件
• 4.5.2 样品配置
• 4.5.3 产物的HPLC分析
• 第五章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间发表的学术论文目录