辛烯基琥珀酸酐的合成、性质及其动力学研究

摘要

辛烯基琥珀酸酐是合成多种重要精细化工产品的中间体，合成物具有优良的应用性能和良好的市场前景，老工艺中合成的工艺路线复杂、产物副产物多、纯度不高，因此，研究新的合成方法和工艺，具有重要的意义。 本实验以顺丁烯二酸酐和1-辛烯为主要原料，在抑制剂的作用下，合成辛烯基琥珀酸酐，研究了辛烯基琥珀酸酐合成的理论问题及合成反应的动力学。研究工作主要包括以下几个方面：(1)高温高压下制备辛烯基琥珀酸酐，并经减压蒸馏法提纯有效组分，优化了合成工艺条件，并对比了在无抑制剂和添加硼酸时，对产物的收率以及反应体系的影响。(2)测定了产物辛烯基琥珀酸酐的性质。(3)建立了反应体系的动力学模型，并确定了模型参数。 为得到纯度高、收率高、副反应少的产物，实验添加适量的硼酸，在高温高压下反应合成辛烯基琥珀酸酐，再经减压蒸馏，提纯得到较为纯净的产品。通过系统的单因素实验、正交试验分析，确定了辛烯基琥珀酸酐合成反应的优化条件：体系中反应温度取210℃，反应时间取4 h，酐烯配比取1:2.5，硼酸用量取2％(原料总量的wt)，产品收率可达73％。 通过对实验产品的分析，测定了其重要性质：OSA为浅黄色透明油状物，常温常压下，熔点约为5℃，沸点为320℃，相对密度为1.00，折光率为1.4670，粘度为36.75mPa·s，表面张力为32 mN·m<'-1>，临界胶束浓度为1.5 g·mL<'-1>，酸值为508.34 mg KOH'g<'-1>，碘值为353.84 g(I<,2>)·100g<'-1>等。 在机理分析的基础上，研究了其合成反应的动力学，确定了合成OSA的动力学反应级数、反应活化能、指前因子等参数。该反应为二级反应，在添加硼酸的情况下，顺丁烯二酸酐和1-辛烯反应能顺利进行“烃化加成反应”，随温度的升高，反应速率增大，选择性也逐渐提高，收率也提高，拟合得到反应活化能为22.70 kJ·mol<'-1>，指前因子为50.69 mol<'-1>·L·sec<'-1>。 辛烯基琥珀酸酐其分子中含有碳碳双健和羧酸基，具有很高的化学反应活性，而且合适的条件下可发生加成、取代、还原、酯化、水解及聚合等一系列反应，形成多种衍生物，具有优良的表面活性和广阔的开发应用前景。本文实验结果对进一步研究与开发绿色表面活性剂淀粉修饰物具有重要的意义。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章前言

1.1本课题的理论意义和产品的应用价值

1.2链式烯基琥珀酸酐的研究概况

1.2.1国外研究现状

1.2.2国内研究现状

1.3链式烯基琥珀酸酐的应用

1.3.1用作润滑油防锈剂

1.3.2用作环氧树脂固化剂

1.3.3用作变性淀粉改良剂

1.3.4用作中性造纸施胶剂

1.3.5用作纺织品与皮革防水剂

1.3.6用作不饱和树脂添加剂

1.3.7用作沥青改性剂

1.3.8其它的衍生物及其应用

1.4辛烯基琥珀酸酐的淀粉修饰物

1.4.1辛烯基琥珀酸酐淀粉修饰物的合成方法

1.4.2辛烯基琥珀酸酐淀粉修饰物的应用

1.4.3辛烯基琥珀酸酐淀粉修饰物的市场前景

1.5制备辛烯基琥珀酸酐的工艺设计路线

1.6本课题的创新点

本章小节

第二章辛烯基琥珀酸酐的制备及其结构表征

2.1合成原理

2.2辛烯基琥珀酸酐的合成

2.2.1实验材料

2.2.2原料1-辛烯的制备和表征

2.2.3实验方法

2.2.4产物的分离提纯

2.2.5产物收率的计算

2.3实验结果与讨论

2.3.1合成工艺路线的确定

2.3.2未添加抑制剂时的单因素实验

2.3.3不同试剂对产物收率的影响

2.3.4添加硼酸时的单因素实验

2.5结构表征

2.5.1红外谱图表征

2.5.2薄层分析

本章小节

第三章辛烯基琥珀酸酐的性能测试

3.1基本理化性质的测定

3.1.1外观

3.1.2熔点的测定

3.1.3沸点的测定

3.1.4密度的测定

3.1.5折光率的测定

3.2酸值的测定

3.2.1测定步骤

3.2.2酸值的计算

3.3碘值的测定

3.3.1基本原理

3.3.2标准试液的标定

3.3.3测定步骤

3.3.4碘值的计算

3.4表面张力的测定

3.5临界胶束浓度的测定

3.6 HLB的测定

3.7粘度的测定

3.7.1测定方法

3.7.2测定仪器

3.7.3测定步骤

3.7.4数据处理

3.8乳化性能的测定

3.8.1测量步骤

3.8.2测定结果

3.9润湿性能的测定

3.9.1测定原理

3.9.2测定步骤

3.9.3结果表述

3.10发泡性能的测定

本章小节

第四章间歇式反应合成辛烯基琥珀酸酐的动力学研究

4.1前言

4.2辛烯基琥珀酸酐的动力学合成机理

4.3反应中动力学模型的假设

4.4动力学模型参数的确定

4.4.1未添加抑制剂时的动力学模型的实验确定

4.4.2未添加抑制剂时的动力学参数的确定

4.4.3添加硼酸时的动力学模型的实验确定

4.4.4添加硼酸时的动力学参数的确定

4.5结论

本章小节

第五章结论

参考文献

致谢

个人简历