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丙二醇甲醚是一种用途广泛的精细化学品,因其结构中同时具有亲油性的醚基和亲水性的羟基,素有“万能溶剂”之称。目前被广泛地用于涂料、油墨、印染、纺织、电子化学品、清洗剂等行业,同时也可用作化工原料中间体,通用性强。 丙二醇甲醚的传统生产方法是由均相酸或碱作催化剂,环氧丙烷和甲醇发生加成反应制得。但该法存在着催化剂分离困难、设备腐蚀严重、环境污染等问题,而固体碱催化剂对丙二醇甲醚的合成具有反应活性高、伯醚选择性好、催化剂易分离等优点。因此,本文制备了树脂型固体碱催化剂,并研究了其在合成丙二醇甲醚反应中的性能,具体内容如下: 1、本文以交联的聚苯乙烯微球为载体,通过嫁接法将无水哌嗪等含氮杂环负载于聚合物上,再经官能团修饰制备出适合于催化合成丙二醇甲醚的树脂型固体碱催化剂。利用FT-IR、TG-DTA、13CsolidNMR等手段对样品进行了结构分析和性能表征。元素分析结果显示,在使用乙腈作溶剂,NaOH作添加剂时,所制备的聚苯乙烯负载哌嗪树脂(PS-PI)中哌嗪负载率达到62.6%。同时对比不同官能团修饰的含哌嗪负载聚合物的催化活性,结果表明,经醇羟基修饰、季铵化及离子交换作用后所制备的PS-PI-PO-CH.OH催化剂,用于催化合成丙二醇甲醚具有很好的效果。 2、考察了反应温度、反应时间、原料配比、催化剂用量等因素对合成丙二醇甲醚活性及选择性的影响,确定了PS-PI-PO-CH.OH树脂用于催化反应的最佳反应工艺条件。在反应温度130℃、反应时间10h、醇烷摩尔比为6,催化剂用量2.0%的条件下,环氧丙烷转化率为98.0%,伯醚∶仲醚为92∶8,丙二醇甲醚伯醚选择性为87.5%,伯醚收率达85.8%。 3、考察了该树脂型固体碱催化剂的热稳定性能,在200℃以内,催化剂官能团结构不随温度的升高而降解,能保持良好的热稳定性能。催化剂经多次重复使用后,仍能保持其原有的高催化活性和高选择性,稳定性较好。