催化合成脂肪族二元酸烷氧基酯的反应动力学研究.pdf

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1、第33卷第6期化学工业与工程技术V01．33No．62012年12月JD“r行&zo／(：^Pmifnz，竹d“sfr_y＆E砧gi”PP“竹gDec．，2012催化合成脂肪族二元酸烷氧基酯的反应动力学研究陈慕华1～，方亮1，刘准2，曹惠庆2，朱新宝1’孙+(1．南京林业大学化工学院，江苏南京210037；2．江苏省醇醚工程技术研究中心，江苏无锡214441)摘要：脂肪族二元酸烷氧基酯是一类性能优良的耐寒性增塑剂产品。以二元羧酸及乙二醇丁醚为原料，在硫酸催化下合成烷氧基酯，测定了表观速率常数，并建立了反应体系的酯化反应动力学模型。实验结果表明，在453．1

2、5～473，15K，合成脂肪族二元酸烷氧基酯的宏观动力学符合三级不可逆反应特征．以c5至C8的二元羧酸为原料的酯化过程其反应表观活化能在220～250kJ／mol内。关键词：脂肪族二元酸烷氧基酯酸催化酯化动力学中图分类号：()648文献标识码：A文章编号：1006—7906(2012)06一O001一03*KineticsforcatalyticsynthesisofaliphaticdicarboxylicacidalkoxyethylesterCHENM“矗“n1～，FANGL础”91，L，UZ^“行2，(MOH“国抽g2，ZHUXi以妇01·2(1．

3、CollegeofChemicalEngineering，NanjingForestryUniversity，Nanjing210037，China；2．EngineeringResearchCenterforAlcoholEtherofJiangsuProvince，Wuxi214441，China)Abstract：AIiphaticdicarboxyI．(’acidaIkoxyethylesterissynthesizedfroma“phaticdicarboxyIicacidandethyleglycolmonobutyletherbyusings

4、ulfuricacidascatalyst．Apparentrateconstantsforthoseacid—catalyzedhomogeneousesterificationreactionsareobtained，andapparentkineticsmodelsareestablished．Theresultsshowthatthesynthesisofaliphaticdicarbox—ylicacidalkoxyethylesterunderthetemperaturefrom453．15to473．15Kisthethirdorderirr

5、eversiblereaction．Accordingtothekineticdataofthoseexperimentsusingdifferentaliphaticdicarboxylicacid(C5一C8)，activationenergyvalues(E。)area11intherangefrom220to250kJ／m01．Keywords：Aliphaticdicarboxylicacidalkoxyester；Acidcatalysis；Esterification；Kinetics脂肪族二元酸烷氧基酯因同时含有醚键和酯基，通常具有低温性能

6、优良、耐冲击性能好、塑化效率及黏度性能好的特点，并具有一定的光稳定性和耐水性，是一种无毒耐低温的增塑剂u_2]。脂肪族二元酸烷氧基酯广泛应用于聚氯乙烯、氯乙烯共聚物、乙酸丁酸纤维素树脂和丁腈橡胶、聚氨酯橡胶、丙烯酸等领域，其主要合成方法为直接酯化法，即由脂肪族二元酸与乙二醇烷基醚在酸催化剂作用下直接进行酯化反应制备¨3。目前国内外对该类产品的研究报道较少。笔者以不同的脂肪族二元羧酸与乙二醇烷基醚为原料，在硫酸催化下合成烷氧基酯，揭示了该类催化过程的动力学规律，为工艺过程控制和优化提供理论依据。l实验部分1．1原料戊二酸(PA)、己二酸(ADA)、壬二酸(A

7、LA)、癸二酸(SA)、浓硫酸，均为分析纯试剂，国药集团化学试剂有限公司；乙二醇单丁醚(EB)及脱水剂DY一1，江苏怡达化工有限公司提供，工业一级品。1．2酯化反应将脂肪族二元羧酸和乙二醇烷基醚、催化剂、带收稿日期：2012—07—17。作者简介：陈慕华(1980一)，江苏常熟人，博士，讲师，主要从事工业催化、化工工艺领域研究。*基金项目：江苏高校优势学科建设工程资助项目，江苏省产学研前瞻性研究项目(BY2010113)。**通讯联系人：朱新宝(1963一)，教授，博导，主要从事精细有机合成、化工工艺领域研究。·2化学工业与工程技术2012年第33卷第6期

8、水剂依次加入三口烧瓶中，于电加热套中加热反应式中：c。——反应某时