碱催化多聚甲醛的解聚工艺条件研究.pdf

年年年年年第第第第第 卷卷卷卷卷
天天天然然然气气气化化化工工工 C1C1C1 化化化学学学与与与化化化工工工 20172017201720172 017 4242424242
碱催化多聚甲醛的解聚工艺条件研究
肖春妹 , 陶川东 , 刘 旋 , 李杰灵
1.泉州师范 学 院 , 福建 泉州 36201; 1
2.西南 化工研究 设计院 有限公司, 四川 成都 610225
摘要 : 考察了在碱催化 下 , 温度、 pH 值等工艺条件对多聚甲醛解聚的影响 , 研究结果 表明 : 在多聚甲醛解聚 过程 中, 过 高的
温度和 过强 的碱性 会 加 速副 反应发生 , 最佳 条件是在 氮气保护下 , 、 值为 , 反应 , 多聚甲醛解聚 率接近完全 , 甲
醛 收率大于 99 。
关键词 : 多聚甲醛 ; 碱催化 ; 解聚
中图分类号 : Q3 T 26.51 文献标识码 : A 文章编号 : 1001- 92192017-2 03 0- 03
多聚甲醛是种甲醛脱水缩聚而成的固态甲 化剂 , 考察碱对多聚甲醛解聚的影响 。
醛 , 广泛应用于化学化工领域 , 如合成农药 、 合成树
1 实验部分
脂 、 涂料 、 杀菌剂 、 熏蒸剂 、 除草剂和人造象牙等 。
主要药品
近十年多来 , 随着我国草甘膦 、 脲醛树脂 、 聚缩醛树
多聚甲醛 , 化学纯 , 广东西陇化工集团有限公
脂 、 密胺树脂 、 离子交换树脂等及粘合剂工业的发
司; 氢氧化钠 , 分析纯, 广东西陇化工集团有限公
展 , 多聚甲醛的需求量不断增加 , 对多聚甲醛质量
司; 去离子水 , 自制。
要求也愈来愈高 。 与进口多聚甲醛相比 , 我国多聚
1.2 主要仪器和设备
甲醛存在不足 , 主要表现在两方面 : 高浓度甲醛溶
水浴恒温槽 , 三颈瓶 , 温度计 , 搅拌器 , 冷凝装
液容易聚合成多聚甲醛固体不溶物 , 给生产带来麻
置 。
烦; 聚合度较高的多聚甲醛不能完全解聚得到充分
实验过程
利用 , 增加了企业的生产消耗 。 所以多聚甲醛的高
称取 4050g 多聚甲醛固体 , 置 于 250mL三颈
效解聚受到我国企业用户高度关注 。 实际上, 有关
圆底烧瓶 中, 加 入 5060mL 蒸 馏 水 , 充分搅拌 成悬
多聚甲醛解聚的重要性很早已为人们所认识 , 对其
浮 液。 把 三颈瓶置 于水浴恒温槽中 , 装 上温度计 和
进行了较多的研究 , 提出了多种解聚方法 , 如热解
回流冷凝管 。 开动搅拌器 , 升 高温度 至 6080 , 烧
聚 , 酸催化解聚 、 碱催化解聚 及其他解聚方
瓶 中仍 为均匀 的 悬浊 液。 此时 从烧瓶 口 滴 加质量分
法 。 热解聚温度偏高 , 解聚未能获得较高纯度的
数 为 的 溶液 , 反应 约 , 悬
甲醛单体 , 解聚物中杂质成分较多 , 影响后续工
浊 液即变 为澄清透明 的甲醛溶液 。
艺。 酸催化解聚是无规则断链反应 , 主要产物是低
1.4 分析方法
分子量聚合物 。 碱催化解聚是从链端部逐渐断开且
解聚 出 的甲醛液 采 用化学分析方法 , 按 国 标
能形成甲醛单体 , 该方法简单易行, 反应条件温和 ,
GBT9009- 2011进行分析 。 其原理 是 将试样 与 过 量
具有潜在的工业化应用价值 。 本文以氢氧化钠为催
中性亚硫 酸钠溶液作 用 , 生成氢氧化钠 , 然后 以百
里香酚酞作指示 剂 , 用 硫 酸标准 溶液滴定 生成的氢
氧化钠 。
结果 与 讨论
收稿日期 : ; 基金来源 : 泉州市科技局基金
2.1 温度的影响
2012Z119 ; 作者简介 : 肖春妹 1978- , 女, 副教授 , 主要从
在 为 、 反应 时间 为 条件下 , 考察反
事化学合成 、 功能材料等研究 , 电话: 152808505, 1Email:8
应温度对多聚甲醛解聚的影响 , 结果 如表 所示 。
第第 期期 年年年年年第第第第第 卷卷卷卷卷
33 肖春妹等 :天天天然然然气气气化化化碱催化多聚甲醛的解聚工艺条件研究工工工 C1C1C1 化化化学学学与与与化化化工工工 20172017201720172 017 4242424242
表 1 温度对多聚甲醛解聚的影响
在反应温度 80 、 反应时间为 1h 条件下 , 考察
值及 加入方式对多聚甲醛解聚的影响 ,
碱催化多聚甲醛的解聚工艺条件研究
结果如表 所示。 在解聚反应过程中 , 加入
溶液方式是为了控制反应体系的 值, 实际是控
肖春妹 , 陶川东 , 刘 旋 , 李杰灵
制参与反应的 OH 离子量 。 从表 2可以看出 , 当碱液
1.泉州师范 学 院 , 福建 泉州 36201; 1
次性加入后 , 初始反应的 pH 值越高 , 多聚甲醛解
2.西南 化工研究 设计院 有限公司, 四川 成都 610225
聚收率越高 ; 与次或多次加入碱液相比 , 逐滴加
入碱液的方式会提高甲醛的收率 。 比较两次逐滴加
摘要 : 考察了在碱催化 下 , 温度、 pH 值等工艺条件对多聚甲醛解聚的影响 , 研究结果 表明 : 在多聚甲醛解聚 过程 中, 过 高的
入碱性的 表明 , 体系维持 值为 是最
温度和 过强 的碱性 会 加 速副 反应发生 , 最佳 条件是在 氮气保护下 , 、 值为 , 反应 , 多聚甲醛解聚 率接近完全 , 甲
从表 可以看出 , 时 , 内多聚甲醛不 合适的 , 这种现象与文献报道相似 。 当体系加入
醛 收率大于 99 。
能完全解聚 , 溶液中甲醛含量在 31.7335.93 之 倍量的碱液时 , 碱性过高 , 甲醛收率降低 , 且体系中
关键词 : 多聚甲醛 ; 碱催化 ; 解聚
间 , 表明反应速度慢 ; 7075 时 , 1h 之内多聚甲醛 出现浑浊 , 有难溶物出现 。
中图分类号 : Q3 T 26.51 文献标识码 : A 文章编号 : 1001- 92192017-2 03 0- 03
只剩余极少许未解聚 , 溶液中甲醛质量分数在 2.3 氮气保护对比影响
之间 ; 达到 时 , 多聚甲醛解
35.9337.98 80 1h 保持碱量不变 , T 80 , 反应时间 1h 条件下 ,
多聚甲醛是种甲醛脱水缩聚而成的固态甲 化剂 , 考察碱对多聚甲醛解聚的影响 。
聚率接近 , 选择性达到 以上 。 这是因为多 进行氮气保护对比试验 , 结果如表 所示。 从表
醛 , 广泛应用于化学化工领域 , 如合成农药 、 合成树
1 实验部分
聚甲醛分子间键是范德华力作用 , 温度升高 , 分子 可以看出 , 有氮气保护的反应后 , 溶液透明 , 且
脂 、 涂料 、 杀菌剂 、 熏蒸剂 、 除草剂和人造象牙等 。
主要药品
的运动加剧 , 分子间作用力减弱 , 反应速度加快 , 从 值 1.1 维持在 8.3, 甲醛收率达 39.21。 而无保护气的反
近十年多来 , 随着我国草甘膦 、 脲醛树脂 、 聚缩醛树
多聚甲醛 , 化学纯 , 广东西陇化工集团有限公
而促进解聚反应 。 但是 , 继续升温到 85 时 , 溶液中 应 , 溶液出现浅黄色 , pH 下降到 6.