磺化聚（苯乙烯-co-甲基丙烯酸丁酯）的合成及其催化劑性能研究.pdf

1、目前工業(yè)上合成乙酸酯均以濃硫酸作為催化劑，由乙酸和醇直接進(jìn)行酯化。用濃硫酸作催化劑存在許多缺點(diǎn)，如酯化過(guò)程中常伴有氧化、硫—f匕等副反應(yīng)，給后續(xù)處理帶來(lái)麻煩。此外，濃硫酸對(duì)設(shè)備的腐蝕比較嚴(yán)重，而且反應(yīng)結(jié)束后為除去過(guò)量的硫酸還需經(jīng)過(guò)中和與水洗處理，致使生產(chǎn)工序繁雜，生產(chǎn)成本高，產(chǎn)品損失增多，并產(chǎn)生大量酸性廢水，造成環(huán)境污染。 本課題采用苯乙烯與甲基丙烯酸丁酯共聚合成了聚(苯乙烯-CO-甲基丙烯酸丁酯)中間體，然后通過(guò)與發(fā)煙硫酸的磺

2、化反應(yīng)，成功地將磺酸基接入該共聚物中間體的苯環(huán)，得到了高分子催化劑磺f七聚(苯乙烯一CO-甲基丙烯酸丁酯)。用紅外光譜分析了聚(苯乙烯一CO-甲基丙烯酸丁酯)和磺化聚(苯乙烯-~0-甲基丙烯酸丁酯)的特征吸收峰；用凝膠滲透色譜測(cè)定了聚(苯乙烯一CO-甲基丙烯酸丁酯)的分子量；并用元素分析測(cè)定了聚(苯乙烯一CO-甲基丙烯酸丁酯)及磺化聚(苯乙烯一CO-甲基丙烯酸丁酯)的碳(C)、氫(H)元素含量。根據(jù)元素分析的結(jié)果分別計(jì)算出聚(苯乙烯一C

3、O-甲基丙烯酸丁酯)和磺化聚(苯乙烯一~0-甲基丙烯酸丁酯)中各結(jié)構(gòu)單元的個(gè)數(shù)的比例關(guān)系：甲基丙烯酸丁酯／苯乙烯=1／2．77；甲基丙烯酸丁酯／苯乙烯／磺化苯乙烯=I／O．80／L97。 本課題研究了磺化聚(苯乙烯一~0-甲基丙烯酸丁醐的催化性能。將該共聚物用于乙酸酯的合成反應(yīng)，考察酯產(chǎn)率的變化情況。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)以磺化聚(苯乙烯一CO-甲基丙烯酸丁酯)催化的酯化反應(yīng)中，酯的產(chǎn)率與聚合物催化劑的用量、酯化反應(yīng)時(shí)間、催化劑使用次數(shù)有關(guān)。

4、保持酸醇用量及比例，對(duì)于一定反應(yīng)時(shí)間，隨著共聚物催化劑用量的增加，酯的產(chǎn)率先是逐漸增加，然后趨于平緩。共聚物催化劑經(jīng)：連續(xù)使用5次后，酯的產(chǎn)率沒(méi)有明顯下降(酉旨產(chǎn)率下降分別為：對(duì)于乙酸正丙酯2．96％，乙酸正丁酯8．56％，乙酸異丙酯4．79％，乙酸異丁酯2．38％)。多次使用后的催化劑只需簡(jiǎn)單的稀硫酸(20％)浸泡再生處理，其催化活性又可以基本上恢復(fù)到新制備共聚物催化劑的水平。 實(shí)驗(yàn)結(jié)果還表明，磺化聚(苯乙烯-co一甲基丙烯酸