球磨共聚络合剂法（co-CA）双金属催化剂（DMC）催化环氧丙烷、二氧化碳与酸酐聚合
本文关键词：球磨共聚络合剂法（co-CA）双金属催化剂（DMC）催化环氧丙烷、二氧化碳与酸酐聚合
更多相关文章： 机械球磨 共聚络合剂 双金属氰化物 二氧化碳 酸酐 环氧丙烷 共聚反应
【摘要】：以二氧化碳和环氧化物为原料合成的聚碳酸酯,具有良好的热稳定性能、机械性能、生物相容性以及生物降解性等,是最具广泛用途的环保型高分子材料。然而二氧化碳、环状酸酐和环氧化合物开环聚合反应生成聚碳酸酯还存在很多问题,例如催化剂活性较低,聚合物的数均分子量较小,分子量分布较宽等。因此,设计开发高效催化剂应用于环状酸酐、二氧化碳和环氧化合物的开环聚合反应成为研究的焦点。本论文的研究工作包括以下几个方面:第一,以氯化锌(Zn Cl2)、氯化钴(Co Cl2)、六氰合钴酸钾(K3Co(CN)6)、镍氰化钾(K2Ni(CN)4)为原料,添加少量辅助剂(叔丁醇t Bu OH)和共聚络合剂(co-CA)有(聚乙二醇(PEG)、聚丙二醇(PPG)、聚四氢呋喃(PTMEG)、聚乙二醇-聚丙二醇-聚乙二醇(PEG-PPG-PEG)),通过机械球磨法制得了锌-镍(Zn-Ni)和锌-钴(Zn-Co)共聚络合剂双金属氰化物催化剂。通过红外(IR)、元素分析(EA)、扫描电镜(SEM)、多晶X射线衍射(XRD)、热重(TGA)测试表征。结果表明共聚络合剂在双金属催化剂中可以有效地融合,同时,(co-CA)Zn-Ni DMC和(co-CA)Zn-Co DMC均是无定型态、低结晶度并且伴有晶格缺陷的。第二,以邻苯二甲酸酐(PA)和环氧丙烷(PO)为原料,球磨法制备的(co-CA)Zn-Ni DMC为催化剂,经过开环聚合反应制得PA-PO共聚物。通过红外光谱(IR)、核磁共振氢谱(1H-NMR)、核磁共振碳谱(13C-NMR)、凝胶渗透色谱(GPC)等方法对聚合产物聚酯进行测试表征。结果表明聚合产物为PO-PA的交替共聚物,不同共聚络合剂在催化剂中的有效融合增强了催化剂的催化活性。获得含量高达(95.5%)和产量高达(90.79%)的聚酯。第三,以CO2、环氧丙烷(PO)以及酸酐(马来酸酐PA、马来酸酐MA、琥珀酸酐SA)为原料,球磨法制备的(co-CA)Zn-Co DMC为催化剂,经过三元开环聚合反应制得CO2-PA-PO共聚物。通过IR、1H-NMR、GPC等方法对聚合产物聚酯进行测试表征。结果表明,此类催化剂可以有效地催化酸酐、PO和CO2发生共聚反应,聚合物CO2-PA-PO的数均分子量可达到(2.2~4.0)×103,分子量分布指数PDI较窄为1.03~1.22。第四,以环氧丙烷(PO)以及酸酐(PA、MA、SA)为原料,球磨法制备的(co-CA)Zn-Co DMC为催化剂,经过二元开环聚合反应制得PA-PO、MA-PO、SA-PO共聚物。聚合产物聚酯测试表征结果表明,此类催化剂可以有效地催化酸酐和PO共聚反应,聚合物的数均分子量可达到(2.2~3.1)×103,分子量分布指数PDI较窄为1.03~1.18。利用球磨机制备双金属催化剂体系,是一种绿色、便捷、快速的合成方法。制备过程中加入的不同共聚络合剂,在环氧丙烷、二氧化碳和酸酐的共聚反应中表现出良好的催化活性。
【关键词】：机械球磨 共聚络合剂 双金属氰化物 二氧化碳 酸酐 环氧丙烷 共聚反应
【学位授予单位】：海南师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：O631.5
【目录】：
- 摘要4-6
- ABSTRACT6-11
- 第一章 绪论11-29
- 1 可降解聚酯的发展与应用11
- 2 CO_2的性质和应用11-12
- 3 CO_2、酸酐和环氧化合物共聚反应催化剂12-26
- 3.1 均相催化体系12-25
- 3.1.1 早期的研究12-14
- 3.1.2 二元金属配合物14-17
- 3.1.3 Salen铬配合物17-19
- 3.1.4 双组分salen钴催化剂19-20
- 3.1.5 单组分salen钴催化剂20-22
- 3.1.6 杂配体和金属体系22-25
- 3.2 非均相催化体系25-26
- 3.2.1 羧酸锌催化剂25
- 3.2.2 双金属催化剂25-26
- 4 本文的研究意义和思路26-29
- 第二章 球磨(co-CA)Zn-Ni DMC催化环氧丙烷和邻苯二甲酸酐共聚29-39
- 1 引言29
- 2 实验部分29-32
- 2.1 试剂及仪器29-30
- 2.2 (co-CA)Zn-Ni DMC的制备30-31
- 2.3 邻苯二甲酸酐(PA)与环氧丙烷(PO)二元聚合反应31
- 2.4 分析测试31-32
- 3 结果与讨论32-39
- 3.1 (co-CA)Zn-Ni DMC的测试表征32-34
- 3.1.1 (co-CA)Zn-Ni DMC的IR谱图32-33
- 3.1.1 (co-CA)Zn-Ni DMC催化剂的SEM图33-34
- 3.2 邻苯二甲酸酐(PA)与环氧丙烷(PO)共聚物的结构表征34-37
- 3.1.1 PO-PA的IR谱图34-35
- 3.1.2 PO-PA的NMR谱图35-37
- 3.3 本章小结37-39
- 第三章 球磨(co-CA)Zn-Co DMC催化CO_2、酸酐和环氧丙烷三元共聚39-63
- 1 引言39
- 2 实验部分39-41
- 2.1 试剂及仪器39
- 2.2 (co-CA)Zn-Co DMC的制备39-40
- 2.3 酸酐、CO_2和PO三元共聚反应40-41
- 2.4 分析测试41
- 3 结果与讨论41-62
- 3.1 (co-CA)Zn-Co DMC的测试表征41-46
- 3.1.1 (co-CA)Zn-Co DMC的IR谱图41-42
- 3.1.2 (co-CA)Zn-Co DMC的EA分析42-43
- 3.1.3 (co-CA)Zn-Co DMC的SEM图43-44
- 3.1.4 (co-CA)Zn-Co DMC的XRD谱图44
- 3.1.5 (co-CA)Zn-Co DMC的TGA和DTG分析44-46
- 3.2 PA、CO_2和PO三元共聚的产物表征46-52
- 3.2.1 共聚物PA-CO_2-PO的IR谱图46-48
- 3.2.2 共聚物PA-CO_2-PO的 1H-NMR谱图48-50
- 3.2.3 共聚物PA-CO_2-PO的GPC测定50-52
- 3.3 MA、CO_2和PO三元共聚的产物表征52-57
- 3.3.1 共聚物MA-CO_2-PO的IR谱图52-54
- 3.3.2 共聚物MA-CO_2-PO的 1H-NMR谱图54-55
- 3.3.3 共聚物MA-CO_2-PO的GPC测定55-57
- 3.4 SA、CO_2和PO三元共聚的产物表征57-62
- 3.4.1 共聚物SA-CO_2-PO的IR谱图57-59
- 3.4.2 共聚物SA-CO_2-PO的 1H-NMR谱图59-60
- 3.4.3 共聚物SA-CO_2-PO的GPC测定60-62
- 4 结论62-63
- 第四章 球磨(co-CA)Zn-Co DMC催化酸酐与环氧丙烷二元共聚63-85
- 1 引言63-64
- 2 实验部分64-66
- 2.1 试剂及仪器64
- 2.2 (co-CA)Zn-Co DMC的制备64
- 2.3 酸酐与环氧丙烷二元共聚反应64-66
- 2.4 分析测试66
- 3 结果与讨论66-83
- 3.1 (co-CA)Zn-Co DMC的测试表征66
- 3.1.1 (co-CA)Zn-Co DMC的IR谱图66
- 3.1.2 (co-CA)Zn-Co DMC的EA分析66
- 3.1.3 (co-CA)Zn-Co DMC的SEM图谱66
- 3.1.4 (co-CA)Zn-Co DMC的XRD谱图66
- 3.1.5 (co-CA)Zn-Co DMC的TGA和DTG分析66
- 3.2 PA-PO二元共聚反应的产物分析66-72
- 3.2.1 共聚物PA-PO的IR谱图66-68
- 3.2.2 共聚物PA-PO的 1H-NMR谱图68-70
- 3.2.3 共聚物PA-PO的GPC测定70-72
- 3.3 MA-PO二元共聚反应的产物分析72-78
- 3.3.1 共聚物MA-PO的IR谱图72-74
- 3.3.2 共聚物MA-PO的 1H-NMR谱图74-76
- 3.3.3 共聚物MA-PO的GPC测定76-78
- 3.4 SA-PO二元共聚反应的产物分析78-83
- 3.4.1 共聚物SA-PO的IR谱图78-80
- 3.4.2 共聚物SA-PO的 1H-NMR谱图80-82
- 3.4.3 共聚物SA-PO的GPC测定82-83
- 4 结论83-85
- 总结85-87
- 参考文献87-95
- 攻读硕士学位期间取得的研究成果95-97
- 致谢97-98
- 附件98
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 ;日开发丙烷制环氧丙烷工艺[J];江苏化工;2000年04期
2 王跃志;国内环氧丙烷的生产及消费分析[J];江苏化工;2000年12期
3 ;2000年国内环氧丙烷供求预测[J];氯碱工业;2000年01期
4 ;金陵石化万吨级环氧丙烷装置调优成功[J];氯碱工业;2000年03期
5 ;日本开发丙烷制环氧丙烷工艺[J];氯碱工业;2000年05期
6 ;日开发丙烷制环氧丙烷工艺[J];辽宁化工;2000年02期
7 方德声;;直接用丙烯制备环氧丙烷的有效途径[J];科学;2001年05期
8 丰洋;生产环氧丙烷的新工艺[J];石油炼制与化工;2001年06期
9 ;住友开发无副产环氧丙烷新工艺[J];氯碱工业;2001年02期
10 傅兴宇 ,冯埃生;我国科学家找到环氧丙烷生产新方法[J];税务;2001年07期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 张翠格;吴周安;王树华;周强;罗孟飞;;三氟环氧丙烷合成研究进展[A];中国化学会第十一届全国氟化学会议论文摘要集[C];2010年
2 游贤德;;国内外环氧丙烷生产工艺改进与新技术开发[A];中国聚氨酯工业协会第十一次年会论文集[C];2002年
3 曹爱兵;刘正;;环氧丙烷生产与废水处理技术[A];中国化工学会2003年石油化工学术年会论文集[C];2003年
4 柯丽;杨菁;冯炎;冯静;张明森;;丙烯环氧化制环氧丙烷[A];中国化工学会2005年石油化工学术年会论文集[C];2005年
5 周永敏;柳云骐;胡成江;李琴;于菲菲;刘洋;刘晨光;;环氧丙烷合成技术的研究进展[A];第三届全国工业催化技术及应用年会论文集[C];2006年
6 张颖鑫;辛嘉英;柳眉;夏春谷;李树本;;甲醇驱动的环氧丙烷连续生物合成[A];第十一届全国青年催化学术会议论文集（下）[C];2007年
7 林民;朱斌;黄顺贤;舒兴田;李华;王伟;何驰剑;高计皂;武小驹;;丙烯双氧水环境友好制备环氧丙烷[A];中国化学会第26届学术年会绿色化学分会场论文集[C];2008年
8 顾约伦;;高附加值的丙烯衍生物环氧丙烷[A];上海市化学化工学会2007年度学术年会论文摘要集[C];2007年
9 冯树波;于广欣;王雪平;武春敏;付维享;;丙烷路线制取环氧丙烷集成工艺-氢氧气氛中丙烯环氧化反应研究[A];第一届全国化学工程与生物化工年会论文摘要集(上)[C];2004年
10 索掌怀;金明善;徐秀峰;鲁继青;李灿;;负载型纳米金催化剂上丙烯空气氧化制环氧丙烷[A];第四届全国环境催化与环境材料学术会议论文集[C];2005年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 高枫;环氧丙烷：后年可望不缺口[N];中国化工报;2004年
2 汪江海;环氧丙烷起色不大[N];中国化工报;2005年
3 金秋;环氧丙烷供需将趋平衡[N];中国化工报;2005年
4 普华;环氧丙烷价格小涨[N];中国化工报;2006年
5 汪江海;环氧丙烷暴利时代结束[N];中国化工报;2006年
6 普华;环氧丙烷市场稳定[N];中国化工报;2006年
7 普华;环氧丙烷价格下调[N];中国化工报;2006年
8 饶兴鹤;环氧丙烷产需将同步增长[N];中国化工报;2006年
9 普华;环氧丙烷行情上下两难[N];中国化工报;2007年
10 舞文;环氧丙烷后市堪忧[N];中国化工报;2007年
中国博士学位论文全文数据库 前8条
1 马卫华;环氧丙烷异构化催化剂的研究[D];南京理工大学;2005年
2 炎正馨;纳米铝粉在环氧丙烷快速反应催化机理研究[D];四川大学;2006年
3 李奕川;丙烯直接环氧化制环氧丙烷节能降耗工艺技术研究[D];华东理工大学;2014年
4 张治国;环氧乙烷和环氧丙烷的开环聚合反应与产物性能研究[D];浙江大学;2005年
5 王金雪;Ag/TS-1催化剂上丙烯直接气相环氧化制环氧丙烷[D];大连理工大学;2011年
6 闫海生;丙烯环氧化钛硅沸石催化剂的研制、评价及反应过程的研究[D];大连理工大学;2002年
7 吴国强;固定床上TS-1催化丙烯环氧化制备环氧丙烷反应研究[D];天津大学;2013年
8 成卫国;丙烯环氧化钛硅分子筛制备、水热改性及反应过程的研究[D];大连理工大学;2005年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王铁言;吉林吉神股份有限公司环氧丙烷项目融资风险研究[D];吉林大学;2015年
2 毛圣捷;厌氧生物处理环氧丙烷联产甲基叔丁基醚（PO/MTBE）生产废水的试验研究[D];郑州大学;2016年
3 吕岩;水在磷酸锂表面的吸附解离及金催化环氧丙烷异构化的理论研究[D];南京理工大学;2016年
4 王涛;负载纳米金催化剂在环氧丙烷异构化及气相丙烯环氧化中的应用研究[D];南京理工大学;2016年
5 赵洁;球磨共聚络合剂法（co-CA）双金属催化剂（DMC）催化环氧丙烷、二氧化碳与酸酐聚合[D];海南师范大学;2016年
6 凌世明;氯醇法环氧丙烷提高产品质量的工艺研究[D];天津大学;2014年
7 郭会蕊;环氧丙烷装置制冷过程优化与运行研究[D];中国石油大学;2007年
8 钟亮;丙烯部分氧化合成环氧丙烷表面反应规律的研究[D];天津大学;2004年
9 刘璇;二氧化碳与环氧丙烷及六氟环氧丙烷的聚合研究[D];陕西师范大学;2012年
10 丁元胜;制备六氟环氧丙烷新工艺的模试研究[D];浙江大学;2008年
，本文编号：797267
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/huaxue/797267.html
