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熔融酯交换合成聚碳酸酯预聚体的动力学

2012-09-08范海平戢子龙宋淑群汪志国方云进

合成树脂及塑料 2012年5期
关键词:催化剂

范海平,戢子龙,宋淑群,汪志国,方云进*

(1.华东理工大学,化学工程联合国家重点实验室,上海市200237;2.兖矿国宏化工有限责任公司,山东省邹城市273512)

熔融酯交换合成聚碳酸酯预聚体的动力学

范海平1,戢子龙1,宋淑群2,汪志国2,方云进1*

(1.华东理工大学,化学工程联合国家重点实验室,上海市200237;2.兖矿国宏化工有限责任公司,山东省邹城市273512)

研究了双酚A与碳酸二苯酯以氢氧化四丁基铵为催化剂的酯交换反应动力学。根据官能团模型推导出以苯酚浓度表示的积分型速率方程,得到了不同温度下的预聚合反应平衡常数,正、逆反应速率常数,活化能和反应热。酯交换反应的反应级数为二级,反应为放热反应,反应热为-17.45 kJ/mol,反应活化能为77.170 kJ/mol。探讨了不同反应温度、催化剂用量对反应速率的影响。实验数据与官能团模型符合良好,可以为后期的实验设计提供一定的理论指导。

聚碳酸酯 熔融酯交换 动力学 预聚体

聚碳酸酯(PC)是一种综合性能优良的热塑性工程塑料,目前应用最多的是双酚A(BPA)型PC。PC工业化生产工艺主要分为两大类:一类是界面缩聚光气法,以BPA和光气进行界面缩聚。由于使用剧毒的光气,该技术正逐渐被淘汰。另一类是酯交换法,用碳酸二苯酯(DPC)和BPA酯交换缩聚合成PC,产品可直接造粒,工艺简单且绿色环保。酯交换法分为预聚合和缩聚两个阶段,第一阶段是动力学控制的,而后期的反应只受到传质快慢——即从反应混合物中除去苯酚速率的影响。

Choi等[1-2]以LiOH·H2O为催化剂的实验,不考虑副反应,得出对催化剂的浓度是一级反应,对DPC和BPA也是一级,反应总级数是三级,这与Turska等[3-5]的研究结果一致。……

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