1，6-六亚甲基二异氰酸酯的绿色合成

论文摘要

1,6-六亚甲基二异氰酸酯（HDI）是合成聚氨酯材料的重要原料之一。目前工业上主要用光气法生产HDI,但是光气剧毒,对设备要求较高,同时容易造成环境污染,存在着较大的安全隐患。随着人们对环保要求的提高和社会可持续发展的要求,非光气法制备HDI的研究备受关注,如羰基化法、胺与氯代甲酸酯反应法、酯交换法、热分解法等。本文主要研究了非光气法制备HDI的方法——热分解法制备HDI。在课题组以前研究的基础上,结合文献和本反应自身的特点,设计了连续反应装置——填料塔反应器,同时研究了原料和反应产物的分析方法,分析方法选用高效液相色谱分析法,色谱条件为：柱温35℃,紫外吸收检测器检测波长205nm,产物收率和选择性分析时,流动相中甲醇与水的体积比9：1,流动相流速0.8ml/min;原料转化率分析时流动相中甲醇与水的体积比55：45,流动相流速1.0ml/min。考察了高沸点溶剂、低沸点溶剂及其浓度等对反应的影响,通过正交试验确定了较佳的反应温度、物料浓度和物料流量,得到较好的工艺条件为：无催化剂条件下,反应温度290℃,GIF-1作为高沸点溶剂,GIF-2作为低沸点溶剂,GIF-2浓度为15%,原料HDU浓度3.5%,物料流量9g/min。在该条件下HDU转化率达98.9%,HDI收率达69.4,反应选择性达70.2%。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 前言
• 第1章 文献综述
• 1.1 常见二异氰酸酯
• 1.2 HDI简介
• 1.2.1 HDI物化性质
• 1.2.2 HDI的主要化学反应
• 1.3 HDI的应用和发展前景
• 1.4 HDI的工艺研究进展
• 1.4.1 光气法
• 1.4.2 非光气法
• 1.5 氨基甲酸酯热分解法的国内外进展
• 1.5.1 氨基甲酸酯的合成
• 1.5.2 氨基甲酸酯热分解法制备HDI
• 1.6 本课题研究内容
• 第2章 实验部分
• 2.1 实验仪器
• 2.2 原料HDU的制备
• 2.3 HDU热分解法制备HDI的机理研究
• 2.4 连续装置制备HDI
• 2.4.1 连续实验装置
• 2.4.2 实验步骤
• 2.5 分析方法
• 2.5.1 滴定法分析
• 2.5.2 液相色谱法分析
• 2.5.3 数据处理
• 2.5.4 反应后溶液的稳定性测试
• 2.6 本章小结
• 第3章 连续装置中热分解制备HDI的研究
• 3.1 实验药品
• 3.2 高沸点溶剂的选择
• 3.2.1 高沸点溶剂溶解性能实验
• 3.2.2 癸二酸二丁酯
• 3.2.3 邻苯二甲酸二甲酯
• 3.2.4 GIF-1
• 3.2.5 邻苯二甲酸二丁酯
• 3.2.6 邻苯二甲酸二正辛酯
• 3.2.7 环丁砜
• 3.3 低沸点溶剂的考察
• 3.3.1 低沸点溶剂的选择
• 3.3.2 低沸点溶剂浓度的考察
• 3.3.3 低沸点加入对物料流量的影响
• 3.4 正交试验
• 3.4.1 正交试验考察因素的选择
• 3.4.2 可行域的确定
• 3.4.3 正交试验的设计
• 3.4.4 极差分析
• 3.4.5 优化水平综合
• 2、抽真空对反应的影响'>3.5 N₂、抽真空对反应的影响
• 3.6 副产物分析
• 3.7 本章小结
• 第4章 连续装置中催化热分解制备HDI的研究
• 4.1 催化剂的选择
• 4.2 部分催化剂的制备
• 4.3 结果与讨论
• 4.4 本章小结
• 第5章 结论
• 5.1 结论
• 5.2 后续试验研究
• 参考文献
• 致谢