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摘 要：本文就以冰醋酸和乙二醇作为原料，通过固体催化剂，将其快速合成为一种由乙二醇二醋酸酯（EGS-Ⅱ）和一醋酸酯（EGS-Ⅰ）组成的混合物，并将其在铸造工艺中的应用进行详细地阐述，通过对其的应用证明这法所合成的这种EGS，是一种良好的水玻璃砂固化剂。
关键词：乙二醇醋酸酯 铸造工艺 合成 固体催化剂
乙二醇醋酸酯主要包括二醋酸酯与一醋酸酯，按照一定的比例将这两种酯混合在一起，使其可在铸造工艺中可作彩色照相术中的增色剂、水玻璃中的固化剂、油漆去除剂或者铸模中的粘结剂。所以，研究和分析乙二醇酸酯的快速合成具有很重要的意义以及广阔的前景
一、乙二醇酸酯的快速合成
乙二醇是一种无色无臭的液体，能和丙酮以及水互溶，在催化剂的作用下，进行加热的话，可以使分子间或者分子内失水
传统的乙二醇酸酯合成工艺通常采用的是酸酯盐酯化法，即二溴乙烷和醋酸酯反应，把醋酸和吡啶作为催化剂，这种方法的产率一般在55%～61%，其合成的工艺回流时间比较长，同时其原材也比较昂贵，毒性比较大，不便于工业化的生产。据国外的相关调查资料显示，在工业化生产过程中，均采用的是强酸性催化剂，比如甲苯磺酸和浓硫酸等，这些对设备都会造成严重的腐蚀，对环境造成污染，同时其反应时间比较长。因此，本文笔者试图利用乙二醇来作为合成原料来制作EGS，其合成方法主要如下：按照一定的比例，在三口瓶中加入适量的乙二醇，通常情况下，其加入量为0.2mol～0.3mol，同时加入0.6mol的冰醋酸，其中固体Lewis酸催化剂占有醇酸重量比大约在0.4%～1.3%，并安装温度计，进行冷凝管的回流，待加热和回流1h—3h以后，再实施蒸馏，首先将水与酸蒸馏出来，接着再按照不同沸点的范围要求来截取下面三种馏分，即酯头液、二酯和一酯，最后再把酯头液放到原来的三口瓶中，便于下次合成反应的实施。
二、合成工艺的研究和分析
1.不同类型催化剂对于酯化反应所造成的影响
在本实例中，我们分别选用了六种不同类型的固体Lewis酸催化剂来实施试验，同时将其和硫酸催化剂来进行比较，对其进行筛选，选用两种比较好的催化剂，其主要如表1所示。
通过表1我们可以发现，其中ZnCl2作为催化剂的效果是最好的，其次再是FeCl3， FeCl3这种催化剂的效果虽然比较差，但是其价格较为廉价且容易获得。若从经济效益出发的话，可利用这种催化剂作为乙二醇酯化中的催化剂
2.酯化工艺的试验条件
在选择酯化最优工艺的条件时，必须要经过认真地筛选，本文通过三因素三水平的正交试验法来选择，其相应结果如表2所示
3.应用酯头液
在酯头液中，其主要包含的成分为酯产量，这种成分不仅能够有效降低原材料的消耗，继续利用前一次酯化以后少量的乙二醇、EGS、酯酸以及水，同时还能提高EGS总头液的利用率，通过酯头液来比较这些不同的催化剂，其对比较结果如表3所示。
三、铸造工艺的应用试验
所谓铸造就是把经过熔炼以后的金属液体适量地注入到铸型中内，通过冷却和凝固以后，以此获取所需零件的一个制作过程。在制造过程中，铸造是一种比较常用的方法，其优点是制造成本较低，工艺灵活性较大，能够获得大型或者一些复杂形状的铸件，目前在机械制造过程中铸造工艺被广泛地应用。随着铸造技术的不断发展，出现了很多的新铸造方法，比如连续铸造、低压铸造以及陶瓷铸造等，同时人们对铸造成本、铸造自动化、铸造质量以及铸造精度等要求也越来越高，其铸造技术向着高质量、清洁化、精密化、自动化以及大型化发展。铸造工艺的流程主要为：熔炼金属—制造模型—浇筑和凝固—脱模清理等，在铸造工艺中采用的材料大多为铸钢、铸铁以及铸造一些有色合金，如铝、铅、铜或者锌等。铸造工艺的种类可分为三种，即砂型铸造、重力铸造以及压力铸造等，其中常用的方法为砂型铸造法，其次再是特种铸造法，比如：石膏型铸造、金属型铸造以及熔模铸造等，而砂型铸造又可分为消失模铸造、粘土砂型铸造、树脂自硬砂型铸造以及有机粘结剂砂型铸造等
本文笔者利用固体ZnCl2与FeCl3催化剂来合成EGS-Ⅰ与EGS-Ⅱ，根据不同的比例将其配制成为以下已经几种乙二醇醋酸酯，即EGS-A、EGS-B、EGS-C和EGS-D等，把这几种乙二醇醋酸酯作为铸造工艺当中水玻璃的固化剂，并实施相应的试验，这几种乙二醇醋酸酯的固化性能主要如表4所示。
从表四我们可以发现，EGS-A、EGS-B、EGS-C这几种乙二醇醋酸酯可水玻璃砂中优良其快速的固体剂，而EGS-D则可以作为一种慢速固化剂。
通过上述文中，利用固体Lewis酸作为催化剂来进行乙二醇醋酸酯混合物的合成，我们可以发现其具有以下几个方面的优点：第一，该催化剂容易获得，且腐蚀污染比较少；第二，其合成工艺较为简单，同时其反应的时间比较短；第三，在反应以后不需处理大量的碱液，能够充分地利用酯头液，有效降低原料的消耗，提高其工艺的产量；第四，通过这种方法合成的产品，能够配制成为水玻璃砂酯系列中一种优良的固化剂，可在铸造工艺上进行广泛地推广和应用
四、结束语
综上所述，随着我国信息技术以及工业技术的不断发展，在机械制造业中铸造工艺占有很重要的地位，尤其是一些大型铸件的质量好坏将会直接影响产品自身的质量。本文通过对乙二醇醋酸酯的快速合成方法进行简要地概述，通过相关试验以及其在铸造工艺中的应用，证明该方法能够大大提高产品的产量和质量，减少产品所需的成本。
参考文献
[1] 滕俊江，李春海，马丽群等.离子液体催化合成乙二醇丁醚醋酸酯[J].化学研究，2011，22（6）：46-48.
[2] 马楷，刘绍英，姚洁等.金属醋酸盐催化合成聚丁二酸乙二醇酯预聚体和碳酸二甲酯[J].应用化学，2010，27（11）：76-81.
[3] 乔艳辉，张庆，韦其技等.固体超强酸SO42-/ZrO2催化合成乙二醇乙醚醋酸酯[J].精细化工中间体，2011，41（1）：45-48.
[4] 李建华.强酸性阳离子交换树脂催化合成二乙二醇丁醚醋酸酯的研究[J].精细石油化工进展，2011，12（3）：17-20.
[5] 张荣，宋伟，顾凯风等.某乙二醇丁醚醋酸酯项目职业病危害控制效果评价[J].职业与健康，2011，27（16）：86-88.
关键词：乙二醇醋酸酯 铸造工艺 合成 固体催化剂
乙二醇醋酸酯主要包括二醋酸酯与一醋酸酯，按照一定的比例将这两种酯混合在一起，使其可在铸造工艺中可作彩色照相术中的增色剂、水玻璃中的固化剂、油漆去除剂或者铸模中的粘结剂。所以，研究和分析乙二醇酸酯的快速合成具有很重要的意义以及广阔的前景
一、乙二醇酸酯的快速合成
乙二醇是一种无色无臭的液体，能和丙酮以及水互溶，在催化剂的作用下，进行加热的话，可以使分子间或者分子内失水
传统的乙二醇酸酯合成工艺通常采用的是酸酯盐酯化法，即二溴乙烷和醋酸酯反应，把醋酸和吡啶作为催化剂，这种方法的产率一般在55%～61%，其合成的工艺回流时间比较长，同时其原材也比较昂贵，毒性比较大，不便于工业化的生产。据国外的相关调查资料显示，在工业化生产过程中，均采用的是强酸性催化剂，比如甲苯磺酸和浓硫酸等，这些对设备都会造成严重的腐蚀，对环境造成污染，同时其反应时间比较长。因此，本文笔者试图利用乙二醇来作为合成原料来制作EGS，其合成方法主要如下：按照一定的比例，在三口瓶中加入适量的乙二醇，通常情况下，其加入量为0.2mol～0.3mol，同时加入0.6mol的冰醋酸，其中固体Lewis酸催化剂占有醇酸重量比大约在0.4%～1.3%，并安装温度计，进行冷凝管的回流，待加热和回流1h—3h以后，再实施蒸馏，首先将水与酸蒸馏出来，接着再按照不同沸点的范围要求来截取下面三种馏分，即酯头液、二酯和一酯，最后再把酯头液放到原来的三口瓶中，便于下次合成反应的实施。
二、合成工艺的研究和分析
1.不同类型催化剂对于酯化反应所造成的影响
在本实例中，我们分别选用了六种不同类型的固体Lewis酸催化剂来实施试验，同时将其和硫酸催化剂来进行比较，对其进行筛选，选用两种比较好的催化剂，其主要如表1所示。
通过表1我们可以发现，其中ZnCl2作为催化剂的效果是最好的，其次再是FeCl3， FeCl3这种催化剂的效果虽然比较差，但是其价格较为廉价且容易获得。若从经济效益出发的话，可利用这种催化剂作为乙二醇酯化中的催化剂
2.酯化工艺的试验条件
在选择酯化最优工艺的条件时，必须要经过认真地筛选，本文通过三因素三水平的正交试验法来选择，其相应结果如表2所示
3.应用酯头液
在酯头液中，其主要包含的成分为酯产量，这种成分不仅能够有效降低原材料的消耗，继续利用前一次酯化以后少量的乙二醇、EGS、酯酸以及水，同时还能提高EGS总头液的利用率，通过酯头液来比较这些不同的催化剂，其对比较结果如表3所示。
三、铸造工艺的应用试验
所谓铸造就是把经过熔炼以后的金属液体适量地注入到铸型中内，通过冷却和凝固以后，以此获取所需零件的一个制作过程。在制造过程中，铸造是一种比较常用的方法，其优点是制造成本较低，工艺灵活性较大，能够获得大型或者一些复杂形状的铸件，目前在机械制造过程中铸造工艺被广泛地应用。随着铸造技术的不断发展，出现了很多的新铸造方法，比如连续铸造、低压铸造以及陶瓷铸造等，同时人们对铸造成本、铸造自动化、铸造质量以及铸造精度等要求也越来越高，其铸造技术向着高质量、清洁化、精密化、自动化以及大型化发展。铸造工艺的流程主要为：熔炼金属—制造模型—浇筑和凝固—脱模清理等，在铸造工艺中采用的材料大多为铸钢、铸铁以及铸造一些有色合金，如铝、铅、铜或者锌等。铸造工艺的种类可分为三种，即砂型铸造、重力铸造以及压力铸造等，其中常用的方法为砂型铸造法，其次再是特种铸造法，比如：石膏型铸造、金属型铸造以及熔模铸造等，而砂型铸造又可分为消失模铸造、粘土砂型铸造、树脂自硬砂型铸造以及有机粘结剂砂型铸造等
本文笔者利用固体ZnCl2与FeCl3催化剂来合成EGS-Ⅰ与EGS-Ⅱ，根据不同的比例将其配制成为以下已经几种乙二醇醋酸酯，即EGS-A、EGS-B、EGS-C和EGS-D等，把这几种乙二醇醋酸酯作为铸造工艺当中水玻璃的固化剂，并实施相应的试验，这几种乙二醇醋酸酯的固化性能主要如表4所示。
从表四我们可以发现，EGS-A、EGS-B、EGS-C这几种乙二醇醋酸酯可水玻璃砂中优良其快速的固体剂，而EGS-D则可以作为一种慢速固化剂。
通过上述文中，利用固体Lewis酸作为催化剂来进行乙二醇醋酸酯混合物的合成，我们可以发现其具有以下几个方面的优点：第一，该催化剂容易获得，且腐蚀污染比较少；第二，其合成工艺较为简单，同时其反应的时间比较短；第三，在反应以后不需处理大量的碱液，能够充分地利用酯头液，有效降低原料的消耗，提高其工艺的产量；第四，通过这种方法合成的产品，能够配制成为水玻璃砂酯系列中一种优良的固化剂，可在铸造工艺上进行广泛地推广和应用
四、结束语
综上所述，随着我国信息技术以及工业技术的不断发展，在机械制造业中铸造工艺占有很重要的地位，尤其是一些大型铸件的质量好坏将会直接影响产品自身的质量。本文通过对乙二醇醋酸酯的快速合成方法进行简要地概述，通过相关试验以及其在铸造工艺中的应用，证明该方法能够大大提高产品的产量和质量，减少产品所需的成本。
参考文献
[1] 滕俊江，李春海，马丽群等.离子液体催化合成乙二醇丁醚醋酸酯[J].化学研究，2011，22（6）：46-48.
[2] 马楷，刘绍英，姚洁等.金属醋酸盐催化合成聚丁二酸乙二醇酯预聚体和碳酸二甲酯[J].应用化学，2010，27（11）：76-81.
[3] 乔艳辉，张庆，韦其技等.固体超强酸SO42-/ZrO2催化合成乙二醇乙醚醋酸酯[J].精细化工中间体，2011，41（1）：45-48.
[4] 李建华.强酸性阳离子交换树脂催化合成二乙二醇丁醚醋酸酯的研究[J].精细石油化工进展，2011，12（3）：17-20.
[5] 张荣，宋伟，顾凯风等.某乙二醇丁醚醋酸酯项目职业病危害控制效果评价[J].职业与健康，2011，27（16）：86-88.