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塑化剂的生产工艺、增塑方法与二甲酸酯

时间:2011-08-16 09:10来源:未知 作者:江子君 点击:
一、塑化剂的生产工艺   间歇式生产工艺   间歇式生产装置,即所谓“万能”生产装置,美国赖克霍德化学公司的一套生产装置就是这种“万能”生产装置的典型例子。该装置可以处理60种以上的原料,除能生产一般邻苯二甲酸酯以外,还能生产脂肪族二元

一、塑化剂的生产工艺

  间歇式生产工艺

  间歇式生产装置,即所谓“万能”生产装置,美国赖克霍德化学公司的一套生产装置就是这种“万能”生产装置的典型例子。该装置可以处理60种以上的原料,除能生产一般邻苯二甲酸酯以外,还能生产脂肪族二元酸酯等其他种类的增塑剂。 

  邻苯二甲酸酯的间歇式生产,工艺条件大同小异,随原料醇和产物的性质不同而略有不同。以生产DBP为例,用苯酐和正丁醇在酸性催化剂(如H2SO4)存在条件中进行酯化反应,为使平衡反应有利于DBP的生成,在反应过程中不断除去酯化反应生成的水,并可适量多加一些正丁醇。

  酯化完毕后,加入适量NaOH溶液中和掉H2SO4,经分层分离掉废水,然后进行脱醇,在减压的条件下,脱除未反应掉的正丁醇。再加入活性炭脱色,脱色完毕后,过滤得到最终产品DBP。DBP的生产工艺框图如图一所示,有酯化、中和、脱醇、脱色、过滤五个生产工序。间歇式生产工艺五个工序均为间歇式操作。

  大多数增塑剂是酸类或酸酐类与醇类反应所生成的酯类,其性能取决于所用酸和醇的性质。增塑剂生产装置的主要部分是催化反应器,此外,还需要配备输送和后处理设备,以便传输原料及成品和分离、提纯反应生成物。增塑剂的典型生产流程如图。

 

二、塑化剂的增塑方法

  主要有4种:

  ①热混炼:将增塑剂与粉状合成树脂(包括其他塑料添加剂)混合后,再用密炼机或开炼机在一定温度下进行塑炼。

  ②干混:将增塑剂加入合成树脂粉料中,在一定温度条件下进行搅拌,制得外观与原始合成树脂无大区别的干混粉料。

  ③制糊:将微细粒子型的合成树脂在有充分剪切作用的掺混机中混入增塑剂内,形成稳定可倾泻的糊料或浆料(见增塑糊加工)。 

  ④制成溶液:将合成树脂溶解于适当溶剂(或混合溶剂)中,然后再混入可调整溶解性能的增塑剂,即成为合成树脂的增塑剂溶液。前 3种方法需加热并需搅拌,第4种方法无需加热。

 

三、塑化剂的二甲酸酯

反应机理

  在增塑剂总产量中邻苯二甲酸酯占总产量的80%以上,而DOP、DBP 是其主导产品。以DBP为例,介绍邻苯二甲酸酯的反应机理。 

  我国DBP的生产大多是在常压下,原料苯酐和正丁醇在酸性催化剂(如H2SO4)存在的条件下进行反应。酸性催化剂是传统的酯化催化剂,它具有较高的活性, 而且价格便宜,容易得到等优点,其缺点是容易引起副反应。 

  酯化反应首先是一个苯酐分子和一个醇分子形成邻苯二甲酸单丁酯,此反应不需催化剂,是放热反应,一般在120℃反应趋于 完成。

反应式

  单丁酯在H+的作用下和一个醇分子反应生成二丁酯,生成单丁酯的反应是不可逆的,而由单丁酯生成二丁酯的反应是一平衡反应,是可逆的。 

  此反应是一平衡反应,因此增加醇的浓度或减小水的浓度,以及取走反应热,都有利于二丁酸的生成。在实际生产中为提高二丁酯的浓度,控制在140~145℃合适的温度下,使丁醇适当过量,并及时除去反应生成的水。

(责任编辑:admin3)
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