聚丁二酸丁二醇酯合成中工艺条件对酯化过程副产物四氢呋喃的影响

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考察了聚丁二酸丁二醇酯(PBS)直接酯化过程中四氢呋喃(THF)副产物的生成原因、控制条件及对聚合过程的影响。考察了生成THF的副反应对PBS后期缩聚终产物分子量的影响;研究了丁二酸和1,4-丁二醇直接酯化过程中,不同工艺条件下对酯化率和THF生成率的影响;通过研究工艺条件对丁二酸二甲酯和1,4-丁二醇酯交换反应过程中酯化率与THF生成率的影响,探讨了端丁羟基脱除反应对生成THF副反应的贡献。研究结果表明:(1)酯化过程中生成THF的副反应改变了实际参加反应的原料摩尔比,并对缩聚终产物的分子量产生影响,实际参加酯化反应的原料摩尔比相同时,PBS缩聚反应终产物的数均分子量Mn值比较接近。(2)在搅拌速度低于200 r/min的情况下,搅拌速度提高,酯化反应速率和THF生成速率均有提高;搅拌速度越快,反应初期THF生成率越高,但随着酯化率的提高,THF生成率的增长趋势却低于低搅拌速度的情况,最终THF的生成率低于低搅拌速度的情况。反应温度提高,相同酯化率下的THF生成率增加。1,4-丁二醇对丁二酸的摩尔比越大,相同酯化率下的THF生成率越高。通入N2能够降低相同酯化率下的THF生成率。钛酸四丁酯(Ti(OBu)4)对酯化率和THF生成率的影响均不明显,d72树脂可以同时促进酯化速率和THF生成速率, Na3PO4可以有效地提高酯化速率,降低THF生成速率,使相同酯化率下的THF生成率降低。(3)由端丁羟基脱除生成的THF远小于酸催化1,4-丁二醇环化生成的THF,后者是PBS酯化过程THF产生的主要原因。Ti(OBu)4和Na3PO4均能够加快酯交换反应速率,降低端丁羟基脱除反应速率,使相同酯化率下THF生成率降低。酸的存在也会影响端丁羟基脱除反应,使THF生成率提高。
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