PBS合成用催化剂的研究概况_张敏.pdf

《PBS合成用催化剂的研究概况_张敏.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第３９卷第９期化工新型材料Ｖｏｌ．３９Ｎｏ．９２０１１年９月ＮＥＷＣＨＥＭＩＣＡＬＭＡＴＥＲＩＡＬＳ·１５·ＰＢＳ合成用催化剂的研究概况张敏赵研苏康宇（陕西科技大学教育部轻化工助剂化学与技术重点实验室，西安７１００２１）摘要选择良好的催化剂对聚丁二酸丁二醇酯（ＰＢＳ）的合成至关重要。对ＰＢＳ的各种催化剂进行了归纳和总结，并重点介绍了催化机理，为ＰＢＳ的催化合成提供了重要的参考。关键词ＰＢＳ，催化剂，催化机理Ｓｔｕｄｙｏｎｔｈｅｃａｔａｌｙｓｔｆｏｒｐｏｌｙ（ｂｕｔｙｌｅｎｅｓｕｃｃｉｎａｔｅ）ｓｙｎｔｈｅｓｉｓＺｈａｎｇＭｉｎＺｈａｏＹａｎＳｕＫａｎｇｙｕ（ＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏ

2、ｆＡｕｘｉｌｉａｒｙＣｈｅｍｉｓｔｒｙ＆ＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙｆｏｒＣｈｅｍｉｃａｌＩｎｄｕｓｔｒｙ，ＭｉｎｉｓｔｒｙｏｆＥｄｕｃａｔｉｏｎ，ＳｈａａｎｘｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅ＆Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｘｉ’ａｎ７１００２１）ＡｂｓｔｒａｃｔＩｔｉｓｖｅｒｙｃｒｉｔｉｃａｌｆｏｒｔｈｅｓｙｎｔｈｅｓｉｓｏｆＰｏｌｙ（ｂｕｔｙｌｅｎｅｓｕｃｃｉｎａｔｅ）（ＰＢＳ）ｔｏｃｈｏｏｓｅｔｈｅｇｏｏｄｃａｔａｌｙｓｔ．ＴｈｅｃａｔａｌｙｓｔａｎｄＰＢＳｗｅｒｅｒｅｖｉｅｗｅｄ．Ｔｈｅｃａｔａｌｙｔｉｃｍｅｃｈａｎｉｓｍｗｅｒｅｆｏｃｕｓｅｄ，ｗｈｉｃｈｐｒｏｖｉｄｅｄａｎｉｍｐｏｒ

3、ｔａｎｔｒｅｆｅｒｅｎｃｅｆｏｒｔｈｅｓｙｎｔｈｅｓｉｓｏｆＰＢＳ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓｐｏｌｙ（ｂｕｔｙｌｅｎｅｓｕｃｃｉｎａｔｅ），ｃａｔａｌｙｓｔ，ｃａｔａｌｙｔｉｃｍｅｃｈａｎｉｓｍ［１］，其中聚丁二近年来可生物降解塑料受到人们的关注２金属催化剂酸丁二醇酯（ＰＢＳ）因其较高的熔点和良好的力学性能，在同类降解塑料产品中脱颖而出，用途极为广泛。ＰＢＳ一般采用丁研究聚酯合成以来，金属催化剂在提高产物转化率、分子［２－３］。目前二酸与丁二醇聚合反应得到，该反应可逆，平衡常数低，因此量和增强产物物理性能等方面一直扮演着重要角色反应时间较长，并且目前国内合成的ＰＢＳ相对分子质量不高，工业上应用

4、较多的催化剂主要是锑、锗、钛的化合物。ＰＢＳ缩聚［４］：一种是螯合配位机理，另一种是其力学性能和加工性能受到限制。所以降低缩聚时能耗、提反应机理主要有两种理论高聚合物分子量成为当前ＰＢＳ合成的关键，其中催化剂的类中心配位机理。下面以三醋酸锑［（ＣＨ３ＣＯＯ）３Ｓｂ］为例介绍。型选择对此尤为重要。本文介绍了ＰＢＳ各种催化剂，并重点（１）螯合配位机理：螯合配位机理认为，丁二酸丁二醇酯介绍了催化剂的催化机理。中的羟丁酯基［－ＣＯＯ（ＣＨ２）４ＯＨ］自身易生成内环络合物；内环络合物羟基上的氢原子被催化剂上的锑原子替代形成螯合１质子酸催化剂配位催化体和一个醋酸分子，在配合诱导作用下，使羰基氧原早

5、期ＰＢＳ的合成使用盐酸（ＨＣｌ）、浓硫酸（Ｈ２ＳＯ４）、对甲子的电负性增强和羰基碳原子的电正性增强；螯合配位催化苯磺酸（ＰＴＳ）等质子酸为催化剂，但在这些催化剂作用下生成体的羰基碳原子与另一个丁二酸丁二醇分子中的羟基氧发生的ＰＢＳ的分子量不高，且ＨＣｌ具有强腐蚀性；浓Ｈ２ＳＯ４高温碰撞进行一步缩聚反应，生成一个缩合聚合物和一个金属醇时，易发生副反应；同时反应过程中会不可避免的产生酸性废化物（丁二醇二醋酸锑）；同时释放丁二醇还原催化剂。其化水。学反应方程式见式２：其酯化反应机理化学反应方程式见式１：（２）中心配位机理：中心配位机理认为，丁二酸丁二醇酯＋的缩聚反应是催化剂的金属锑原子先同两

6、个羟丁酯基中的羰首先是Ｈ与羰基上的氧结合（质子化），增强了羰基碳的基氧原子进行配位，形成一个中间配位过渡体和两个醋酸分正电性，进而有利于亲核试剂醇的进攻，形成一个四面体中间＋子；然后中间配位过渡体再与另外两个羟丁酯基中羰基氧原体，然后失去一分子水和Ｈ生成酯，缩聚反应与酯化反应机子进行配位，形成一个催化中心配位体；在催化中心配位体羟理类似。基氧原子与邻近的羰基碳原子发生反应，生成两个缩合聚合基金项目：咸阳市科技计划项目（ＴＤ１０－０１）；陕西教育厅产业化培育项目（２０１０ＪＣ０１）；陕西科技大学研究生创新基金作者简介：张敏（１９５８－），女，博士，教授，博士生导师，主要从事可生物降解高分

7、子材料的研究。·１６·化工新型材料第３９卷［６－８］。且因其具有较低毒物和一个金属醇化物（丁二醇二醋酸锑）；同时释放两个丁二合物分子量高，分子量分布较窄［９－１０］，而被广泛地用作生物医用高分子合成用的催化剂。其醇还原催化剂。其化学反应方程式见式３：性中具有代表性的催化剂是Ｓｍ２Ｏ３、Ｎｄ２Ｏ３。稀土元素在各种反应里催化性能的绝大多数研究中，都是用氧化物作为催化剂，稀土元素在氧化物中主要呈现＋３价。镧系元素的原子轨道充填呈现两种构型即４ｆｎ－１