橡膠防老劑4030是一種高效的多功能防護(hù)助劑,可廣泛地應(yīng)用在橡膠產(chǎn)業(yè)中,尤其在靜態(tài)條件下性能更佳,但目前國內(nèi)關(guān)于此助劑的研究報(bào)道極少。本文基于鉑碳催化劑,以5-甲基-2-已酮和對(duì)苯二胺為原料,催化合成橡膠防老劑4030。重點(diǎn)研究了催化劑的制備方法,橡膠防老劑的合成工藝,催化劑的失活機(jī)理與再生處理�？疾炝舜呋瘎└髦苽錀l件因素對(duì)催化合成防老劑4030的影響,初步探明了催化劑失活的機(jī)理,并對(duì)失活催化劑進(jìn)行了再生研究。基于三種商用活性炭,綜合考察其表面官能團(tuán)種類及含量,比表面積,孔容孔徑,灰分和粒徑,篩選出適宜于做催化劑載體的AC2活性炭。以AC2型活性炭為催化劑載體,通過單因素條件實(shí)驗(yàn)考察,得到了合成催化劑的最佳條件,即:浸漬液pH=2.5,浸漬液濃度1.5 mg/mL,浸漬液溫度80℃,浸漬時(shí)間2 h,還原劑硼氫化鈉用量為70 mg,還原溫度為65℃,鉑負(fù)載量為3%。以活性炭AC2負(fù)載3%的鉑為催化劑,通過單因素條件實(shí)驗(yàn),得到了和成橡膠防老劑4030的最佳工藝,即:反應(yīng)溫度為110℃,氫氣壓力為4.5 MPa,催化劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.4%,酮胺摩爾比為3:1,攪拌速率為650 rpm。對(duì)苯二胺... 

【文章來源】：青島科技大學(xué)山東省

【文章頁數(shù)】：73 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

橡膠防老劑4030的分子結(jié)構(gòu)圖

實(shí)現(xiàn)防老劑4030的國有產(chǎn)業(yè)化，并及時(shí)增大市場(chǎng)的開發(fā)和宣傳，將極大提升我國相關(guān)產(chǎn)業(yè)的整體實(shí)力和國際競(jìng)爭(zhēng)力[7,8]。1.3橡膠防老劑4030的主要合成方法防老劑4030的合成工藝與防老劑4020或防老劑4010NA的合成工藝很類似，主要包括氫氣的冷去壓縮、各原料的勻速進(jìn)料、恒溫下烴化加氫還原、產(chǎn)物的精餾分離以及剩余溶劑的回收利用等。但目前，大部分關(guān)于防老劑4030的有限研究還處于實(shí)驗(yàn)室研究階段，通常分為兩步法和一步法。兩步合成法：第一步是一份對(duì)苯二胺與一份脂肪酮進(jìn)行縮合反應(yīng)，脫去兩份水后而生成亞胺，合成工藝如圖1-2所示。此反應(yīng)較為簡單，條件較為溫和，一般實(shí)驗(yàn)室都可完成。圖1-2對(duì)苯二胺與脂肪酮縮合反應(yīng)后生成亞胺Fig.1-2Condensationofp-phenylenediaminewithaliphaticketonetoformanimine第二步是將上述合成的亞胺在加溫加壓以及催化劑作用下還原轉(zhuǎn)換成胺，其反應(yīng)過程如圖1-3所示。兩步法的優(yōu)點(diǎn)突出，不僅能夠降低反應(yīng)副產(chǎn)物醇的生成，還

橡膠防老劑4030合成工藝研究6能夠提高產(chǎn)品的收率，但其缺點(diǎn)也和突出，工藝流程比較長，工藝過程比較復(fù)雜，總體評(píng)估后經(jīng)濟(jì)上難以實(shí)現(xiàn)盈利，因此兩步法在目前階段采用得很少。圖1-3亞胺在加溫加壓以及催化劑作用下還原轉(zhuǎn)換成胺Fig.1-3Theimineisreducedtoaminebyheatingandpressurizationandcatalyst一步合成法：一步法合成法包括間歇液相反應(yīng)和連續(xù)氣相反應(yīng)兩種工藝，它們均能采用固體催化劑進(jìn)行催化加速反應(yīng)進(jìn)行[9,10]。相對(duì)于氣相反應(yīng)，液相反應(yīng)的優(yōu)點(diǎn)在于，其對(duì)生產(chǎn)要求的條件不嚴(yán)苛，能很好完成大部分防老劑的合成；其缺點(diǎn)在于，反應(yīng)所需時(shí)間較長，催化劑循環(huán)使用比較困難，反應(yīng)過程中需要持續(xù)去除生成的水，實(shí)現(xiàn)高效的苯胺類防老劑一步合成法的決定性因素是開發(fā)高質(zhì)量的脫水加氫催化劑�？傮w來說，一步合成法仍是目前比較常用的防老劑合成選擇。以下列舉了兩種近年來的苯胺（對(duì)苯二胺或?qū)ο趸桨罚┛s合加氫還原制備防老劑4030的方法。（1）對(duì)苯二胺與異庚酮高壓一步法合成防老劑4030[11]山東省食品藥品檢驗(yàn)研究院的崔玉花等詳細(xì)研究了以對(duì)苯二胺、異庚酮（又名5-甲基-2-己酮）和氫氣為原料，在高壓下采用一步合成法制備防老劑4030。該反應(yīng)使用銅-鉻為主要催化劑，鋇化合物為助催化劑，經(jīng)過4因素3水平正交實(shí)驗(yàn)篩選出催化劑的最優(yōu)制備條件。在氫氣壓力7MPa，溫度180℃反應(yīng)條件下，以最優(yōu)條件制備的催化劑表現(xiàn)出很高的脫水加氫催化活性，實(shí)現(xiàn)對(duì)苯二胺的一次轉(zhuǎn)化率超過97%，其反應(yīng)過程如圖1-4所示，各反應(yīng)原料在加氫催化作用下直接縮合脫水生成防老劑4030。圖1-4銅-鉻加氫催化對(duì)苯二胺、異庚酮制備防老劑4030Fig.1-4Copper-chromiumhydrogenationcatalyzedpreparationofanti-agingagent4030forp-phenylenediamineandisoheptanone


本文編號(hào)：3367813