三羥甲基苯酚與環(huán)己酮共聚行為研究.pdf

1、羥醛縮合反應(yīng)是增長碳鏈的重要反應(yīng)之一，通過反應(yīng)可將兩個(gè)簡單的分子變成一個(gè)較復(fù)雜的分子。環(huán)己酮和三羥甲基苯酚在堿性條件下可以發(fā)生羥醛縮合反應(yīng)，形成一種結(jié)構(gòu)可控的聚合物。本文通過核磁共振（NMR）、凝膠滲透色譜（GPC）以及產(chǎn)率來分析不同條件下該聚合物的結(jié)構(gòu)及分子量；核磁共振主要表征聚合物中酚環(huán)之間亞甲基鍵數(shù)量、環(huán)己酮與酚環(huán)之間亞甲基鍵數(shù)量、酚環(huán)上未反應(yīng)的羥甲基數(shù)量、酚環(huán)數(shù)量及環(huán)己酮數(shù)量之間的比例關(guān)系和聚合物的分子量。通過研究反應(yīng)條件對產(chǎn)物

2、結(jié)構(gòu)及分子量的影響，為控制產(chǎn)物結(jié)構(gòu)及分子量提供重要理論依據(jù)。本研究中羥醛縮合反應(yīng)主要是以氫氧化鋇為催化劑在水介質(zhì)中進(jìn)行的催化縮聚反應(yīng)，在反應(yīng)結(jié)束時(shí)通過加入硫酸生成硫酸鋇沉淀將催化劑去除。
　　本文研究三羥甲基苯酚與環(huán)己酮被亞甲基鍵（通過縮合反應(yīng)脫水生成）連接在一起的過程。研究了對產(chǎn)物結(jié)構(gòu)及分子量有影響的反應(yīng)條件（溫度、時(shí)間和反應(yīng)物料比）；研究表明，在間歇操作下縮合而成的產(chǎn)物，其環(huán)己酮的引入量只有14.8％；分析表明，由于三羥甲基苯

3、酚在間歇反應(yīng)過程中濃度較高，導(dǎo)致其發(fā)生自聚反應(yīng)生成酚醛聚合物。為使三羥甲基苯酚與環(huán)己酮反應(yīng)更充分，采用半連續(xù)法將三羥甲基苯酚加入到反應(yīng)體系中。通過對比間歇法和半連續(xù)法，發(fā)現(xiàn)半連續(xù)法合成出的聚合物中環(huán)己酮的引入量達(dá)到了23.1%，環(huán)己酮與三羥甲基苯酚在聚合物結(jié)構(gòu)中分布較均勻，且產(chǎn)物支化度較低。本研究對控制聚合物的結(jié)構(gòu)有重要的意義，主要研究內(nèi)容包括以下兩部分：
　?。?）在低溫條件下甲醛與苯酚通過加成反應(yīng)生成三羥甲基苯酚，產(chǎn)率達(dá)到70

4、.1%，純度達(dá)到99%。通過間歇法在不同反應(yīng)條件下合成出三羥甲基苯酚-環(huán)己酮共聚物，采用核磁共振表征產(chǎn)物中各個(gè)基團(tuán)中氫的比例及連接在酚環(huán)與環(huán)己酮之間亞甲基的存在，采用凝膠滲透色譜儀測定聚合物分子量并且分析其組成。通過分析產(chǎn)率、分子量及組成的變化，對反應(yīng)過程有了清晰的研究，并且得到較優(yōu)反應(yīng)條件為反應(yīng)溫度80℃，三羥甲基苯酚與環(huán)己酮摩爾比1:1。
　?。?）通過半連續(xù)法研究環(huán)己酮與三羥甲基苯酚之間的縮聚反應(yīng)過程，對比了其與間歇法在相同

5、反應(yīng)條件下的產(chǎn)物結(jié)構(gòu)。通過核磁氫譜圖分析表明，在半連續(xù)法下合成出的產(chǎn)物支化度較低，環(huán)己酮與三羥甲基苯酚的分布較均勻。在半連續(xù)操作下不同反應(yīng)條件對產(chǎn)物中環(huán)己酮引入量、羥甲基含量、酚環(huán)之間亞甲基含量、酚環(huán)與環(huán)己酮之間亞甲基含量、分子量和支化度的影響；研究結(jié)果表明，隨著反應(yīng)溫度升高，環(huán)己酮的引入量、酚環(huán)與環(huán)己酮之間的亞甲基含量和分子量均增加，羥甲基含量和酚環(huán)之間的亞甲基含量均減少，支化度增加直到平衡；隨著反應(yīng)物料中環(huán)己酮比例增加，環(huán)己酮的引入