油脂加氢脱氧制备第二代生物柴油催化剂研究进展

第二代生物柴油作为一种重要的石化柴油替代燃料,具有较好的应用前景,催化剂是制约其发展的重要因素。综述了油脂加氢脱氧催化剂的研究新进展,重点论述了油脂加氢脱氧制备第二代生物柴油的反应机制以及催化剂的活性组分、助剂、载体等,分析了催化剂失活的原因,并指出了今后的发展方向。贵金属基催化剂价格昂贵,导致生物柴油生产工艺的成本高,限制了其大规模的工业化生产和技术发展;过渡金属基催化剂价格便宜,但存在催化效果较差、催化剂容易失活等问题;助剂和载体也极大地影响催化剂的活性、选择性和稳定性。综上,对非贵金属基催化剂改性、添加助剂或采用改性复合载体,开发新型、高效、稳定性好的油脂加氢脱氧催化剂是今后的发展方向。

乙醇酸甲酯合成工艺的研究及应用进展

乙醇酸甲酯是一种重要的化工原料,研究乙醇酸甲酯合成工艺具有重要意义。介绍了乙醇酸甲酯的合成工艺,分别为氯乙酸水解法、甲酸甲酯与甲醛偶联法、甲醛羰化酯化法、草酸二甲酯加氢还原法、乙二醇与甲醇合成法、生物质转化法、甲缩醛与甲酸自由基偶联法、甲醛与氢氰酸加成法及乙二醛与甲醇一步合成法,对比了各工艺的优缺点,指出了乙醇酸甲酯在可降解塑料、食品、药品、农药及化工领域的用途,分析了乙醇酸甲酯生产工艺研究进展,最后对乙醇酸甲酯合成工艺进行了总结及展望。传统的乙醇酸甲酯生产工艺存在较多问题,且难以大规模生产。采用草酸二甲酯加氢还原法合成乙醇酸甲酯,然后制备乙交酯及聚乙醇酸的路线在中国具有广阔的发展前景,在解决全流程中存在的问题后,有望实现大规模工业化生产。生物质转化法以可再生的纤维素等资源为原料合成乙醇酸甲酯,具有绿色低碳的优点,有助于实现双碳目标。

一步法制备长碳链尼龙1012及其性能

传统熔融缩聚法制备尼龙通常先制备尼龙盐以提高单体热稳定性、保证酸胺的物质的量比,再进行后续的聚合。而长碳链尼龙由于其单体分子量较大、热稳定性较好,因此可以省略繁琐的成盐工艺,具备一步法熔融缩聚的可能性。笔者通过一步法成功制备了长碳链尼龙1012 (PA1012),探究了预聚工艺、后聚工艺以及终聚工艺对产物性能的影响,得出了适合一步法制备PA1012的最佳聚合参数:预聚时间2.5 h,预聚温度190℃,后聚时间1 h,后聚温度240℃,终聚时间根据制品需要选择合适的时间。随后进一步探究了在190℃下预聚阶段和240℃下后聚阶段PA1012的聚合动力学参数,其反应速率常数分别为16.66 g/(mol·min)和90.01 g/(mol·min)。利用傅里叶变换红外光谱仪和核磁共振氢谱对产物结构进行了表征,结果表明成功合成了PA1012;利用差式扫描量热仪、热重分析仪分析了PA1012的热性能,结果表明PA1012具有良好的耐热性和热稳定性;对PA1012进行力学性能测试,结果表明PA1012力学性能优异。以上结果证明通过一步法合成新型长碳链PA的可行性和高效性。

异山梨醇的应用研究进展

概述了异山梨醇的生产来源,分析了异山梨醇的结构及反应特性,综述了异山梨醇的应用研究进展。重点论述了异山梨醇在聚合物材料、医用材料及医药、增塑剂、液晶材料和涂层等领域的研究现状,分析了各领域应用的优势及存在的问题,聚合物材料是目前异山梨醇的应用研究热点。最后指明了开发高效聚合催化剂、提高异山梨醇羟基反应活性及优化聚合物综合性能是今后的发展方向。

煤基乙二醇加氢精制技术探究

以乙二醇精馏塔的塔釜料为原料,采用自制的PEG-19催化剂进行乙二醇加氢精制,优化了乙二醇加氢精制的工艺条件,考察了PEG-19催化剂的稳定性,并对精制分馏后的产品进行分析。实验结果表明,PEG-19催化剂乙二醇加氢精制活性高、稳定性好,可用于乙二醇加氢精制工艺。在405 K、4.0 MPa、LHSV 0.5 h^(-1)、氢液体积比100条件下,乙二醇原料经精制后醛含量小于8.0 mg/L,产物经精馏后可以满足国标中乙二醇产品醛含量和透光率的要求,加氢精制可有效提高产品的透光率。

二聚酸合成及应用研究进展

旨在提升我国二聚酸工业化水平和产品竞争力,从合成和应用两个方面对近年来二聚酸的研究进展进行了综述。二聚酸以C18不饱和脂肪酸为原料,通过Diels-Alder反应或碳正离子反应机制经催化聚合或热聚合制备得到,通过分子蒸馏提纯后二聚酸含量可高达98%以上;二聚酸在合成聚酰胺树脂、聚酯类化合物、氢化二聚酸以及生产润滑剂和腐蚀抑制剂等方面均有应用。建议进一步对二聚酸合成机制、合成工艺及下游产品的应用进行深入研究。

BDO精制技术探究

缩醛作为1,4-丁二醇产品中的主要杂质,难以通过精馏方式分离。缩醛易于氧化显色,影响1,4-丁二醇聚合产品的质量,因此聚合级1,4-丁二醇对缩醛含量的要求≤0.1%(质量分数)。对缩醛加氢精制1,4-丁二醇的方法进行了探究,讨论了本工艺对原料的适用性,对影响1,4-丁二醇精制的因素进行了分析与优化,并做了稳定性实验。结果表明:对高沸塔采出的1,4-丁二醇产品进行精制,可以将1,4-丁二醇中的缩醛质量分数降低至0.1%以下,且催化剂稳定性良好。此种1,4-丁二醇精制工艺方法简单,反应条件温和,工艺流程安全环保,有助于1,4-丁二醇生产企业提质增效。

二苯胺合成热力学及工艺改进

介绍了苯胺液相合成二苯胺工艺,考察了二苯胺合成催化剂DQ-23的催化性能,进行了苯胺缩合生成二苯胺反应热力学研究,研究了反应过程中苯胺转化率下降问题,并进行了工艺改进探索。催化剂DQ-23可以催化苯胺合成二苯胺,催化能力与参比剂相当;热力学计算结果表明,苯胺液相合成二苯胺反应并非热力学控制。此外,通过研究发现二苯胺高聚物可能是导致苯胺转化率下降的重要原因。当反应体系中加入质量分数0.1%的自由基捕获剂时,苯胺转化率的下降速率变慢,从而可以延长催化剂的使用寿命。

丙酮一步法合成MIBK反应体系热力学研究

对丙酮一步法合成MIBK反应体系进行热力学研究,计算了体系中主、副反应在80~260℃反应焓、反应熵、吉布斯自由能和平衡常数。结果表明:在给定温度范围内,丙酮缩合加氢体系主、副反应均为放热反应,主反应放热量相对较少。随着温度升高,主反应始终自发进行,平衡常数恒大于1;副反应平衡常数逐渐减小,当反应温度>110℃,副反应非自发进行。

丁二酸酐水解热力学探究

研究了丁二酸酐在液态条件下进行水解反应生成丁二酸的热力学过程,采用基团贡献法对丁二酸酐水解过程中的热力学参数进行了估算,分别计算得到了298~393 K丁二酸酐水解反应过程中摩尔反应焓、摩尔Gibbs自由能、平衡常数与温度的关系。计算结果表明:反应温度为298~393 K,丁二酸酐水解反应ΔG_(m)<0,反应可自发进行;ΔH_(m)<0,反应为放热反应;反应平衡常数Kθ受温度影响较大。

桐油多元醇的合成研究

以桐油为原料,利用其分子链中共轭三烯结构提高环氧键反应活性的特点,在环氧化反应中加入小分子醇类试剂,原位发生环氧键开环反应,一步合成了桐油多元醇。考察了醇类试剂种类及用量、催化剂用量、反应温度、反应时间对产物性质的影响,并对产物进行了红外光谱和核磁共振波谱分析。结果表明:正丁醇作为原位开环试剂具有良好的效果,当正丁醇用量为桐油质量的65%、催化剂85%磷酸用量为桐油质量的0.5%、反应温度为50℃、反应时间为3.5 h时,桐油多元醇的羟值(KOH)为195.4 mg/g,黏度为8 560 mPa·s。

PA6/EPDM-g-MA/HDPE共混物中EPDM-g-MA/HDPE组分间的共晶行为

在具有壳核结构的尼龙6(PA6)/马来酸酐接枝三元乙丙橡胶(EPDM-g-MA)/高密度聚乙烯(HDPE)三元共混物中,通过非等温结晶、连续自成核退火(SSA)等方法研究了HDPE相的结晶行为。研究结果表明,PA6/EPDM-g-MA/HDPE共混物形成了以PA6为基体、EPDM-g-MA为壳、HDPE为核的壳核包覆结构;相比于纯HDPE,在非等温结晶过程中PA6/EPDM-g-MA/HDPE共混物中HDPE组分在102℃附近出现了1个新的放热峰,SSA结果表明,这是由于共混物中HDPE和EPDM-g-MA分子链间发生共晶现象而导致HDPE组分结晶完善程度降低的结果。

PA6/EPDM-g-MAH/HDPE三元共混物的形态与性能

分别采用一步法和两步法制备了聚酰胺(PA)6/马来酸酐接枝三元乙丙橡胶(EPDM-g-MAH)/高密度聚乙烯(HDPE)三元共混物,研究了不同加工方法对三元共混物形态和力学性能的影响。结果表明:与一步法相比,采用两步法所制PA 6/EPDM-g-MAH/HDPE三元共混物形成了更加完善的壳-核包覆形态;用一步法所制共混物的悬臂梁缺口冲击强度为24.50 k J/m2,约为用两步法所制共混物的1/3;具有壳-核包覆形态的分散相粒子在受到应力时发生纤维化,纤维的形成能够吸收大量的断裂能以及阻止裂纹的扩展,从而提高共混物的韧性。

生物法制备甲壳素/壳聚糖的研究进展

甲壳素是继纤维素之后又一天然生物高分子材料,因其具有重要的物理化学性质及优良的生物相容性、安全性、可生物降解性,使其在农业、医药、食品加工、环境保护及生物技术等领域有着重要的应用。由于其强烈的氢键作用,甲壳素很难溶解,这在很大程度上限制了其应用。甲壳素经脱N-乙酰基得到壳聚糖,由于乙酰基的减少,壳聚糖分子间作用力减弱,溶解性在一定程度上得到改善,同时,由于其存在大量游离的氨基,使其在药物缓释、促进伤口愈合等医药方面有着更重要的经济价值。阐述了甲壳素的传统化学制备方法 -酸碱法,该方法虽技术成熟,却仍存在能耗高、成本高、环境污染严重等诸多局限性和缺点;基于此,重点综述了绿色环保的酶法及微生物发酵法,讨论了酶法和微生物发酵方法各自的优缺点,同时归纳了甲壳素的重要衍生物-壳聚糖的生物制备方法,并分析讨论了在目前生物法制备甲壳素/壳聚糖从实验室研究到工业化过程中存在的限制性问题,进一步展望了甲壳素/壳聚糖生物制备方法的研发方向。

PP/EPDM/nano-CaCO_3复合材料的形态和性能

利用柔和法制备三元乙丙橡胶(EPDM)/纳米碳酸钙(nano-CaCO_3)预挤出物,再分别用两步法和分级注入法与聚丙烯(PP)熔融共混制备PP/EPDM/nano-CaCO_3复合材料。当w(EPDM)为25.5%时,分级注入法制备的复合材料形成了分散相EPDM中包覆PP相的多重包覆结构;当w(EPDM)大于16.5%时,分级注入法能明显降低EPDM粒子直径,使EPDM粒子形状规则,分散均匀;两步法制备的复合材料结晶温度和储能模量均比分级注入法高,说明两步法中有更多的nano-CaCO_3粒子从EPDM相迁移到PP相中,这与扫描电子显微镜分析结果基本一致。

顺酐加氢催化剂的研究进展

顺酐是C4产业链中重要的中间体,用它合成的加氢产品丁二酸酐、γ-丁内酯等被广泛应用于生物可降解材料、电解液和医药等领域。介绍了三种常用顺酐加氢催化剂镍基催化剂、铜基催化剂和贵金属催化剂的研究进展及存在的问题,指出未来顺酐加氢催化剂的研究重点应通过调变载体、引入助剂和优化催化剂制备方法等来提高目标产品的选择性和催化剂的稳定性。

醋酸长链酸纤维素酯合成技术探索研究

以纤维素、醋酸酐和十二酰氯为原料在N,N-二甲基乙酰胺/氯化锂(DMAc/LiCl)溶剂体系中制备了醋酸月桂酸纤维素酯。考察了在不使用缚酸剂的条件下,反应物的加入顺序及加入量、纤维素溶液浓度、反应温度和反应时间对接枝率的影响,试验结果表明,在较优的工艺条件下,产物接枝率可达230%以上。

EPDM-g-MAH增韧PA 6

制备了三种不同黏度的马来酸酐接枝三元乙丙橡胶(EPDM-g-MAH),将其用于增韧聚酰胺(PA)6。通过傅里叶变换红外光谱、扫描电子显微镜、差示扫描量热法、力学性能测试等表征了三元乙丙橡胶(EPDM)对增韧PA 6体系结构与性能的影响。结果表明:EPDM-g-MAH改善了PA 6与EPDM的相容性,用黏度适中的EPDM得到的EPDM-g-MAH与PA 6(质量比为85∶15)共混,分散相尺寸较小且分散均匀,共混体系的力学性能得到提高,特别是Izod缺口冲击强度几乎为PA 6的10倍。

PP-g-(GMA-co-St)增容PC/PP共混体系的形态与性能

运用分级注入方法制备了不同配比的PC/PP-g-(GMA-co-St)/PP共混物。通过力学性能测试、扫描电子显微镜观察、高压毛细管流变测试等方法考察了增容剂PP-g-(GMA-co-St)对PC/PP共混体系的形态与性能的影响。PP-g-(GMA-co-St)的加入提高了两相界面结合力,降低了分散相粒子尺寸,有效地改善了共混体系的相容性;同时PC/PP-g-(GMA-co-St)/PP体系的拉伸性能得到显著的提高,体系表观黏度提高,对剪切应力的敏感性降低。

E-MA-GMA对PC／PET共混物相容性的影响

采用差示扫描量热仪和扫描电子显微镜研究了增容剂乙烯-丙烯酸-甲基丙烯酸缩水甘油酯(E-MA-GMA)的含量及共混时间对聚碳酸酯(PC)/聚对苯二甲酸乙二酯(PET)共混体系相容性和结晶行为的影响。结果表明:E-MA-GMA与PC和PET反应生成的接枝产物可改善两者的相界面作用,并产生一种特殊的发散丝状连接物,达到一定的增容效果;加入E-MA-GMA可提高PET的熔点和共混物的结晶温度。当混合时间为20 min时,增容效果最佳。