HDI合成工藝研究.pdf

1、1，6-己二異氰酸酯(HDI)是一種用途廣泛的化工材料，潛在的市場(chǎng)需求量大。目前合成方法主要采用光氣法，但光氣劇毒，污染嚴(yán)重，所以清潔生產(chǎn)是其發(fā)展的趨勢(shì)。利用“綠色化學(xué)品”－碳酸二甲酯(DMC)代替光氣，兩步合成HDI，具有反應(yīng)條件溫和、催化劑便宜、副產(chǎn)物少等優(yōu)點(diǎn)。 本文以1，6-己二胺(HDA)和碳酸二甲酯為原料，經(jīng)堿性催化，合成中間體1，6-己二氨基甲酸甲酯(HDU)，再將HDU經(jīng)高溫?zé)峤庵频肏DI。并對(duì)此工藝路線進(jìn)行了優(yōu)化

2、研究。 第一步，對(duì)中間產(chǎn)物HDU的合成工藝進(jìn)行了研究，并通過紅外光譜(IR)、核磁氫譜(1H-NMR)、氣相色譜－質(zhì)譜聯(lián)用(GC/MS)等測(cè)試手段對(duì)HDU進(jìn)行了表征。找到了三種活性較高的堿性催化劑：甲醇鈉、醋酸鋅、堿性陰離子交換樹脂進(jìn)行研究，對(duì)反應(yīng)條件進(jìn)行優(yōu)化。 (1)甲醇鈉做催化劑合成HDU的較優(yōu)反應(yīng)條件為：原料配比6∶1，反應(yīng)溫度65℃，反應(yīng)時(shí)間2h。在此反應(yīng)條件下平均得率為74.0％。 -(2)用醋酸鋅做催

3、化劑合成HDU，通過正交實(shí)驗(yàn)得出各反應(yīng)因素水平的變化對(duì)HDU得率影響的大小次序：溫度＞時(shí)間＞配比。較優(yōu)反應(yīng)條件為：反應(yīng)溫度65℃，反應(yīng)時(shí)間2h，原料配比7∶1。在此反應(yīng)條件下平均得率為71.2％。 (3)用堿性陰離子交換樹脂做催化劑，通過正交實(shí)驗(yàn)得出各反應(yīng)因素水平的變化對(duì)HDU產(chǎn)率影響的大小次序：溫度＞時(shí)間＞配比。較優(yōu)反應(yīng)條件為：反應(yīng)溫度60℃，反應(yīng)時(shí)間2h，原料配比6∶1。在此反應(yīng)條件下平均得率為65.9％。 (4)加

4、入甲酸甲酯作為促進(jìn)劑，借助薄層色譜(TLC)進(jìn)行分析研究，發(fā)現(xiàn)直接加入甲酸甲酯，在溫和的條件下得不到目的產(chǎn)物HDU，將催化劑用量增大到10％以上，或在高壓釜中(溫度150℃以上，壓力0.9MPa以上)反應(yīng)才可得到目的產(chǎn)物HDU，且反應(yīng)副產(chǎn)物多。 第二步，對(duì)HDU的熱解工藝進(jìn)行了研究。根據(jù)實(shí)驗(yàn)室條件設(shè)計(jì)出熱解裝置，碎瓷片為熱解填料，鄰苯二甲酸二辛酯為熱載體和溶劑。并通過紅外光譜和折射率(nD21為1.4530)對(duì)目的產(chǎn)物HDI進(jìn)行