PBS酯化反应及副反应影响因素的研究.pdf

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1、第39卷第4期塑料T业2011年4月CHINAPLASTICSINDUSTRYPBS酯化反应及副反应影响因素的研究孟辉，马新胜，杨景辉(华东理工大学化：学院，上海200237)摘要：研究了不同工艺条件下，丁二酸和1，4一丁二醇直接酯化过程中，酯化率与四氢呋喃生成率随时间的变化。通过控制搅拌速度、反应温度及l，4一丁二醇／丁二酸物质的量比，讨论了不同因素对酯化过程中酯化率和四氢呋喃生成率的影响。关键词：丁二酸；1，4一丁二醇；酯化率；四氢呋喃生成率中图分类号：TQ323．4文献标识码：A文章编号：1005—5770(2011)04—0103—04TheEfiectFactorsof

2、EsterificationandSideEfectsofPBSMenghui，MAXin—sheng，YANGJinghui(CollegeofChemicalTechnology，EastChinaUniversity，Shanghai200237，China)Abstract：Indirectesterificationofsuccinicacidand1，4一butanediol，thevariationofesterifieationrateandTHFgenerationratewithhourswasinvestigatedindifferenttechnologi

3、calconditions．ItisdiscussedtheeffectofdifferentfactorsonesterificationrateandgenerationrateofTHFinesteraficationprocess，throughthecontrolofstirringspeed，reactiontemperatureandBD／SCmolarratio．Keywords：SuccinicAcid；1，4一butanediol；EsterificationRate；THFGenerationRate聚丁二酸丁二醇酯(PBS)是一类具有良好的生1实验部分物降

4、解性能和力学性能的可降解高分子材料。和1．1主要原料及仪器PCL、PHB、PHA等传统的可生物降解的聚酯塑料相1，4一丁二醇：化学纯，上海凌峰化学试剂有限比，PBS价格极低廉，成本仅为PLA的1／3甚至更公司；丁二酸：分析纯，上海凌峰化学试剂有限公低，且耐热性能好，热变形温度和制品使用温度可以司。阿贝折光仪：wYA型，上海精密科学仪器有限超过100℃。生产PBS的原料不仅可以是石油资源，公司。也可以由煤化工得到，还可以通过生物发酵获得。这1．2PBS酯化反应过程就使得PBS不仅解决了对环境的污染问题，也解决将装有温度计、分馏柱和搅拌器的三口烧瓶置于了原料的可持续发展问题。控温电加

5、热套中，加人一定量的丁二酸和1，4一丁合成PBS的主要以化学方法为主，包括溶液缩二醇，启动搅拌并加热，酯化生成的水以及丁二醇环聚法、熔融缩聚法、扩链法、酯交换聚合法等。考虑化生成的THF经分馏柱和冷凝管逸出并收集。到原料成本和环境污染等问题，目前PBS通常采用1．3酯化率和THF生成率的测定丁二酸和丁二醇直接酯化后熔融缩聚的方法得配制不同比例的THF一水溶液，做出THF一水溶到j。在酯化过程中，单体1，4一丁二醇容易受液的折光率～THF体积分数曲线(见图2)，曲线到丁二酸的催化作用而环化生成四氢呋喃符合：(THF)，造成原料的浪费及对设备的腐蚀。因Y=1．33749+0．1007

6、6X一0．02776X(1)此控制PBS合成过程中THF的生成，对于PBS的工式中，l，为THF一水溶液的折光率；X为THF体积分业生产有非常重要的意义。数。％。本工作通过对酯化反应过程中各因素的控制，分取酯化反应流出液，用分析天平称其质量，用阿析THF生成的原因以及不同因素对酯化率及THF生贝折光仪测定折光率。按预先做好的标准曲线分别计成率的影响，为PBS工业化生产提供参考。算出水和THF的质量E5-61。作者简介：孟辉，男，1986年生，硕士研究生，从事可降解高分子材料的研究。13menghui@163．eom塑料工业rain；如果搅拌速度为50r／min，反应时间为20ra

7、in时，酯化率仅分别为20％和40％。也就是说，在反褥应进行到20min之后，搅拌速度越慢，体系酯化率越低，酸值越高，使得副反应更容易进行，THF生成率也更高。这类似于聚对苯二甲酸丁二醇酯丁二醇酯(PBT)酯化反应过程中固体对苯二甲酸的溶解对THF生成率的影响。THF体积分数图1THF一水折光率曲线Fig1THF—watercurveoftherefractiveindex酯化率可表示为：(，n／M)一(，n，／M，)／1、v一一2(m_Ⅷ／Ms)THF生成率可表示为：反应时间／