摘要:采用聚氧乙烯醚,通过酯化反应合成高沸点、化学性质稳定的分散剂。实验选用聚氧乙烯醚和丁酸,系统地研究了不同的物质的量的比例、温度、催化剂含量和反应时间对酯化反应的影响。研究表明:当醇与酸物质的量的比为 1 : 1 . 2 ,反应温度为 120 ℃ ,催化剂含量为聚氧乙烯醚质量的 0 . 1 % ,反应时间为 5 h ,得到的酯化率为 85 %。
关键词:聚氧乙烯醚;分散剂;催化剂;聚氧乙烯丁酸酯;酯化反应
0 引 言
在工业脱硫、特种陶瓷坯料制备以及表面工程等许多领域,都需要具有高沸点、耐高温、化学性质稳定的高分散材料。目前市场上的高沸点分散剂,其沸点 一 般都低于 230 ℃ ,且化学稳定性不够好,制约了上述领域中新技术的发展。在达克罗涂层 的研究中,有机高沸点分散剂是必需的 。常见的分散材料不能满足其性能的要求,原因是: (1) 在涂层的烧结过程中,温度保持在 200 ℃ 左右,分散剂要参与成膜,不能让其迅速挥发,分散剂的沸点应保持在 300 ℃ 以上; (2) 分散剂要在 300 ℃ 以上保持良好的高温稳定性和化学稳定性,才能更好地发挥分散作用; (3) 分散剂必须溶于水,在水溶性良好的同时要 具有一定的亲油性。
为满足上述要求,大多采用聚氧乙烯醚型的分散剂。但由于聚氧乙烯醚具有 2 个羟基,有很高的活性,所以必须对其进行封端。封端方法通常有两种, 一 种是烷基醚化,另一种是烷基酯化。本文采用烷基酯化对聚氧乙烯醚进行封端,研究酯化温度、物质的量的比、催化剂用量及反应时间对酯化的影响,并对酯化后其水溶性、化学稳定性、高温稳定性及分散性进行了研究。
1 聚氧乙烯丁酸酯的合成
1 . 1 合成方法
目前普遍采用的方法是乙氧基化法和脂肪酸酯化法,当采用乙氧基化法时,由于环氧乙烷是易燃、易爆、有毒的液体,沸点为 10 . 7 ℃ ,爆炸极限是 3 % ~ 100 % ,且其化学反应温度较高,反应速度较快,同时又伴随大量的热产生,因此,这种合成方法要求较高的真空度,对操作人员的技术要求及生产装置的安全要求较高,不利于控制。相比而言,采用脂肪酸酯化法,反应并不剧烈,无副反应作用的影响,便于控制反应进程,也不要求高真空度,因此对设备要求不高。再者,由于丁酸是一种带腐臭气味的液体,能随水挥发,沸点与所制得的聚氧乙烯酯相比差别很大,所以能迅速分离,对于判定反应的终点与计算酯化率都十分有利。
1 . 2 反应方程式

以上两步均为可逆反应,可以采用硫酸或对甲苯 磺酸等酸性催化剂,不能选用碱性催化剂。这是因为在碱性溶液中,酯易发生水解,且水解反应能进行完全,故不能发生酯化反应。
1 . 3 工艺流程
酯化反应按图 1 所示工艺流程进行。

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图 1 工艺流程