有机氧化锡催化碳酸二甲酯与双酚A制备聚碳酸酯中间体

摘要

聚碳酸酯（Polycarbonate，简称PC）是一种无色透明的无定形热塑型材料，属于五大工程塑料之一。具有优良的电绝缘性、耐热、抗冲击及耐化学腐蚀的特性。随着人们对绿色化学工艺和可持续发展的日益重视，PC的生产工艺也逐渐向着绿色合成化学方向发展。
　　 本文研究了碳酸二甲酯(DMC)酯交换法催化合成PC中间体(DmC(1))的绿色合成路线。首先合成了一苯基氧化锡(PhSnO(OH))、二苯基氧化锡(Ph2SnO)、三苯基氧化锡(Ph3Sn(OH))、二苄基氧化锡(PhCH2)2SnO)、二叔丁基氧化锡(PhC(CH3)3)2SnO、二环己基氧化锡(C6H11)2SnO)以及环己基官能化的介孔MFI催化剂等七种催化剂。然后，通过FT-IR、XPS、TG对各种催化剂进行了表征。
　　 考察了苯基锡类和二丁基氧化锡催化剂在敞口体系与密闭体系下DMC和双酚A(BPA)对反应的影响，同时对氢化双酚A(H-BPA)与DMC的反应也进行了探究，旨在研究催化剂结构与反应底物之间的关系。结果表明:敞口体系有利于反应副产物甲醇的脱除，促进平衡向生成DmC(1)方向移动。苯基锡类催化剂对BPA与DMC反应有很好的活性，但在H-BPA与DMC的反应中表现出很弱的催化活性。
　　 分别从催化剂种类、反应温度、反应时间、催化剂用量、投料摩尔比等方面，对所有均相催化剂的催化性能进行了系统综合的考察。通过气相色谱结果分析得出:(C6H11)2SnO能有效抑制反应中的烷基化问题，使烷基化比例稳定在3％之下;同时BPA的转化率为71.03％、产物DmC(1)的选择性比例可以达到26.49％。在各类催化剂中(C6H11)2SnO表现出最优的催化活性。研究发现反应选择性和催化效率与催化剂空间位阻和活性中心Sn电负性高低有关。最后本课题还制备和表征了具有高比表面积和强水热稳定性的介孔MFI孔材料，通过内嫁接法将其与C6H11SnO杂化得到非均相催化剂。初步探究了其在不同反应温度下对DmC(1)合成的催化效果。

目录

声明

学位论文的主要创新点

摘要

第一章 前言

1．1 聚碳酸酯的简介

1．2 聚碳酸酯的国内外发展现状

1．2．1 国外聚碳酸酯发展概况

1．2．2 国内聚碳酸酯发展概况

1．3 聚碳酸酯的合成方法

1．3．1 光气法

1．3．2 碳酸二苯酯(DPC)的熔融缩聚法

1．3．3 BPA的氧化羰化

1．3．4 碳酸二甲酯酯交换法合成PC

1．3．5 非均相催化剂的无机材料载体的发展历程

1．4 聚碳酸酯塑料的生活应用

1．4．1 光学及相关产业

1．4．2 汽车工业制造行业

1．4．3 医疗器械设备的生产

1．4．4 电子电器生产行业

1．4．5 航空航天领域

1．5 论文研究意义及内容

1．5．1 论文的研究意义

1．5．2 论文的研究内容

第二章 实验部分

2．1 实验药品

2．2 实验主要原料合成

2．2．1 各种均相有机氧化锡催化剂的制备

2．2．2 介孔MFI的合成

2．2．3 介孔MFI的官能化

2．3 表征方法

2．3．1 红外谱图分析(FT-IR)

2．3．2 热重分析(TG)

2．3．3 X射线光电子能谱分析(XPS)

2．3．4 气相色谱分析(GC)

2．3．5 质谱分析(MS)

2．3．6 元素分析

2．3．7 X射线衍射分析(XRD)

2．3．8 N2吸脱附曲线分析

2．3．9 透射电子显微镜(TEM)

第三章 有机氧化锡催化聚碳酸酯单体(DmC(1))的合成

3．1 引言

3．2 结果与讨论

3．2．1 有机氧化锡催化剂的表征

3．2．2 不同环境和不同底物下DMC的酯交换反应

3．2．3 常压环境下BPA与DMC酯交换反应的系统研究

3．3 小结

第四章 介孔MFI固载环己烷氧化锡催化剂的制备及催化合成DmC(1)

4．1 引言

4．2 结果与讨论

4．2．1 C22-6-6的表征

4．2．2 介孔MFI的X射线衍射分析(XRD)

4．2．3 介孔 MFI的N2吸附脱附曲线及孔径分布分析

4．2．4 介孔MFI的透射电镜(TEM)分析

4．2．5 介孔 MFI固载二环己基氧化锡官能催化剂的表征

4．2．6 H型MFI与官能化的MFI对反应的影响

4．2．7 不同反应温度对反应的影响

4．3 小结

第五章 结论与展望

参考文献

发表论文

致谢