本文旨在探讨用无溶剂法合成烷基烯酮二聚体的步骤,通过本文的研究,将为烷基烯酮二聚体的生产提供技术支持和方法。
简述:长链烷基烯酮二聚体(AKD)具有良好的疏水性能,广泛应用于纸张施胶剂,由脂肪酰氯与三乙胺反应得到,由于副产物三乙胺盐酸盐(TEA-HCl)的形成,使得反应混合物的黏度迅速升高。为了降低黏度,反应往往需要在惰性溶剂中进
行,常用的溶剂有苯和甲苯,消耗量非常大。溶剂的使用不仅使产品AKD后处理变得困难,而且也造成了有毒溶剂在产品中的残留。
无溶剂法合成:
1. 方法一:
以三乙胺和硬脂酰氯为原料,采用无溶剂法合成烷基烯酮二聚体。具体实验步骤如下:
利用无溶剂法合成 AKD,将一定量三乙胺(TEA)加入到干燥的三口烧瓶并加热至 60℃,搅拌下将硬脂酰氯(STC)慢慢加入到反应器中,控制加料速度,使黏度不要过高,加料完毕,维持反应温度继续反应 2~4 h。反应过程中控制 TEA 和 STC 的摩尔比为 1. 5,每隔一段时间取样测定混合物黏度。反应完毕,于搅拌下分别以热的 5%的盐酸溶液和水快速洗涤 10 min,静置分层,取油层真空干燥脱水,得到 AKD 产品。
三乙胺盐酸盐晶体易于沿着 c 轴方向生长并枝状延伸,在(001)晶面方向叔胺阳离子链间相互作用力较弱。实验条件下,三乙胺盐酸盐晶粒基本呈球形、纳米级,当三乙胺盐酸盐浓度增加时,颗粒间相互碰撞极易形成交联结构。三乙胺盐酸盐的枝状形貌特征、与 AKD 分子间很强的作用力、巨大的颗粒比表面积是产生高黏度的主要原因。
2. 方法二:
(1)合成硬脂酰氯
定量硬脂酸加入到带有搅拌器、温度计、滴液漏斗、回流冷凝管的四口烧瓶中,滴液漏斗中加入一定量的氯化亚砜。将反应器加热至60℃,使物料熔化,当物料处于熔融状态时,开始搅拌使之继续融化成为液态,加入化剂,控制体系温度,开始慢慢滴加氯化亚砜,滴加完毕,继续反应一定时间。反应结束后控制体系温度在 75℃,真空度大于0.095Mpa下减压脱除反应混合物中的氯化亚砜及生成的酸性气体,即得硬脂酰氯。
(2)合成烷基烯酮二聚体
按照上图搭建实验装置,在恒压滴液漏斗中加入硬脂酰氯,三口瓶中加入三乙胺(TEA),放入恒温油浴中。固定搅拌速度,将硬脂酰缓慢的滴入,同时用计算机记录功率的变化,通过功率的变化来反映粘度的相对变化,反应反应方程式如下:
(3)AKD 的后处理
水洗法:在反应完成后,加入热盐酸溶液(浓度0.5mol/L,温度60℃左右),快速搅拌 3min,然后加入而后搅拌下加入冷水继续洗涤10min,发现体系反应器中有许多淡黄色的小颗粒,过滤,将抽滤得到的产品放入真空箱中进行低温减压干燥。
参考文献:
[1]卢素敏,朱峰,王玺督等. 无溶剂法AKD合成过程TEA-HCl晶体结构及形貌特征研究 [J]. 现代化工, 2018, 38 (12): 175-180. DOI:10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2018.12.039.
[2]王玺督. 无溶剂法烷基烯酮二聚体(AKD)的合成研究[D]. 天津工业大学, 2018.