基于1，5-萘二异氰酸酯合成新工艺及相关研究

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1、河北工业大学硕士学位论文1，5-萘二异氰酸酯合成新工艺及相关研究姓名：赵博申请学位级别：硕士专业：化学工艺指导教师：丛津生20040501河北工业人学硕士学位论文1，5．萘二异氰酸酯合成新工艺及相关研究摘要l，5．萘二异氰酸酯(简称NDI)是合成高性能聚氨酯弹性体的原料，潜在的市场需求量大。目前NDI的工业生产采用光气法，光气剧毒，污染严重。用--(z氯甲基)碳酸酯(简称BTC)代替光气与l，5．萘二胺(简称NDA)反应合成NDI，反应条件温和，产品收率高质量好，操作安全简便，易于工业化生产。本文对该反应及其相关工艺进行了研究。采用红外光谱、质谱和红筛跟踪等分

2、析方法，确定了反应主产物为NDI，主要副产物为氯化氢、NDA盐酸盐和脲。建立了适用于本反应的NDI的定量分析方法：NDI和甲醇衍生化成l，5．萘二氨基甲酸甲酯后，再用紫外分光光度计定量分析，分析条件：温度：室温；溶剂：甲醇；最大紫外吸收波长：29011／／1：样品池光程：10mm。确定了外标曲线，经实验验证是可靠的。根据化学计量学原理确定了反应体系的关键反应。对反应的热力学分析表明生成腺的副反应是主要竞争反应，提高反应温度有利于NDI生成反应的进行。确定了反应的中间产物为氨基甲酸三氯甲酯和氨基酰氯，推测了反应模式。筛选出了适合该反应的优良溶剂碳酸二甲酯(DMC

3、)。考察了反应条件对NDI收率的影响，其中反应温度和反应时间是最主要的影响因素。在90。C、NDA质量浓度22．591L～、n(NDA)：n(BTC)=3：2．5条件下反应时间5h，NDI收率达到87．4％。反应产生的HCI能与NDA生成快速反应产物NDA盐酸盐，抑制了NDA与NDI生成脲副反应的进行，客观上起到了保护氨基，提高反应选择性的作用。NDA盐酸盐能与BTC反应生成NDI，在90℃、NDA盐酸盐质量浓度50．Og·L-I、n(NDAhydrochlomte)：n(BTC)=3：2．5条件下反应8h，NDI收率达到84．9％。建立了动力学模型：r=e。

4、(C^+b)o5；a=38．80435—0．291T4-4．23982×10‘4T2：b=O．29982—0．00331T4-6,78166×10。6T2，统计检验表明该模型是显著的。根据该模型绘制了在不同反应浓度下反应速率和反应温度的关系图，结果说明该动力学模型是反应体系中各种作用的综合表现。提出了用甲醇和NDA为起始原料，经巾问物BTC和DMC转化合成NDl的新jj：艺。该工艺原则上不使用甲醇和NDA以外的原料，原子利用率高，能清洁生产．操作简便．5．萘一异氰艘酯合成新T艺殷丰}

5、关研究安全，成本较低，具有较大竞争优势，有较好的工业化应用前景。初步探索结果

6、表明该工艺是可行的。关键词：1，5一萘二：异氰酸酯，_(三氯甲基)碳酸酯，l，5一萘二胺，热力学分析，反应机瑚碳酸二：甲酯，动力学模型，合成新工艺7呵北丁业人学碳上学位论文STUDYoNTHENEWSYNTHETICPROCESSOF1,5-NAPHTHALENEDIISOCYANATEANDTHERELATEDPRoCESSABSTRACT1,5-NaphthalenediisocyanatemDI)isusedasrawmaterialofpolyurethaneelastomerwithhighperformance．Atpresent,theindus

7、trialproductionofNDItakesphosgeneaSrawmaterial，whichisdangerousandcontaminableseriously．ThesynthesisofNDIfrom1，5-naphthalenediamine(NDA)andbis(trichloromethyl)carbonate(BTC)asthephosgenesubstitutematerialhasdistinctadvantages，suchasmoderateconditions，safeandsimpleandconvenientoperat

8、ion，highyieldandgoodquality，whichiseasytobeindustrialized．Thereactionandrelatedprocesswerestudiedinthethesis，ItWasidentifiedbyIR,MS，andinfrared-trackingthattheobjectiveproductofthereactionwasNDI，andthemainby·productsofthereactionwerehydrogenchloride，1,5一naphthalenediaminehydrochlora

9、teandurea．Andasetof