APP下载

碳酸乙烯酯与丁二酸二甲酯耦合反应制备聚丁二酸乙二醇酯预聚体的热力学分析

2015-10-24王丽苹

天然气化工—C1化学与化工 2015年1期

王丽苹

(曲靖师范学院化学化工学院,云南 曲靖 655011)

聚丁二酸丁二醇酯(PBS)具有优异的性能,可完全生物降解为CO2和H2O。但PBS的价格偏高,限制了其使用范围。聚丁二酸乙二醇酯(PES)具有良好的力学性能、耐热性能和加工性能,且其降解速度较PBS快,成本较低,可以填充或直接替代PBS[1]。因此,PES的合成和应用研究已成为热点。

丁二酸二甲酯(DMSu)与碳酸乙烯酯(EC)耦合反应制备PES,同时联产碳酸二甲酯(DMC),另外,该反应路线还可避免产生大量的甲醇,减少了能量的损耗,提高了原子利用率,是一条真正意义的绿色化学清洁生产工艺路线,极具经济价值[2]。

该过程主要包括以下几个反应:反应式 (1)是DMSu与EC耦合反应的第一步,生成中间产物;中间产物可能如反应式(2)所示,与DMSu反应生成预聚体丁二酸乙二醇酯,也可按照反应式(3)反应路径进行,生成单边产物(如虚线框所示),单边产物继续按反应式(3)反应,生成PES和DMC;反应式(4)为总包反应。

目前,有关EMSu和EC耦合反应的热力学分没有报道,本文对该耦合反应进行了热力学计算和分析,以期为操作条件的确定、反应装置的设计及催化剂的制备提供理论依据和指导。

1 热力学计算

1.1 298K时理想气体标准摩尔生成热ΔfHθg,298的估算

Benson法以原子或原子团为中心,并考虑到与此原子或原子团相连接的原子或原子团的不同来划分基团。在确定基团数时考虑了次相邻原子间的影响,对于那些不能在基团参数中反映出来的因素(如顺反异构、位置异构、交叉异构等)则另设修正项,具有较高的精密度,几乎适用于所有有机物,温度适用范围为300~1500K,误差一般为2.0kJ/mol[3-4]。……

登录APP查看全文