酰胺型β成核剂合成
引用本文
马丽, 王文燕, 金毅, 张怀志. 酰胺型β成核剂合成[J]. 工业催化, 2019,27(1): 74-75.
Ma Li, Wang Wenyan, Jin Yi, Zhang Huaizhi. Synthesis of amide type β nucleating agent[J]. Industrial Catalysis, 2019,27(1): 74-75.
DOI:10.3969/j.issn.1008-1143.2019.01.016
Ma Li, Wang Wenyan, Jin Yi, Zhang Huaizhi. Synthesis of amide type β nucleating agent[J]. Industrial Catalysis, 2019,27(1): 74-75.
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酰胺型β成核剂合成
作者简介:马 丽,1982年生,女,工程师,主要研究方向为聚烯烃的测试表征。
关键词:
精细化学工程; 成核剂; β晶型;
中图分类号:TQ325.14
文献标志码:A
文章编号:1008-1143(2019)01-0074-02
Synthesis of amide type β nucleating agent
Abstract
Synthesis,compound and ultrafine treatment of amide type β nucleating agent were introduced. N,N'-Bis-(cyclohexyl)-terephthalamide was synthesized to provide technical support for research and development of amide type β nucleating agent in the future.
Keyword:
fine chemical engineering; nucleating agents; β polymorph;
酰胺型成核剂由新日本理化株式会社Naoki Ikeda等研究发现, 成核效果较好, β 晶质量分数90%以上, 可使聚乙烯产品热变形温度提高20 ℃, 冲击性能提高6~7倍。该类成核剂克服了染料型成核剂有颜色的缺点, 与聚丙烯的相容性较其他类成核剂好。Varga J[1]等采用辛二酸钙和庚二酸钙作为高效、稳定的成核剂, 研究其诱导聚丙烯的β 晶, 制备出高含量的β 晶型聚丙烯。国内山西省化工研究所推出TMB-4和TMB-5成核剂, 加入聚丙烯中能提高抗冲击强度和热变形温度等。
目前国内外主要通过聚合及成核剂改性等综合方法调控聚丙烯微观结构, 改善聚丙烯性能, 制备耐热级高、抗冲击聚丙烯专用料。添加β 成核剂是目前得到高含量β 晶型聚丙烯的最有效方法[2]。
本文提出新型酰胺成核剂的合成方法、复配和细化加工技术。
1 实验原料
环己胺, 化学纯, 中国医药集团上海化学试剂公司; 对苯二甲酸, 化学纯, 北京市旭东化工厂; 氯化亚砜, 化学纯, 中国亭新化工试剂厂; 氢氧化钠、石油醚, 化学纯, 四氢呋喃, 分析纯, 上海菲达工贸有限公司和桥分公司; N, N-二甲基甲酰胺, 分析纯, 上海凌峰化学试剂有限公司; 乙醇, 化学纯, 上海振兴化工一厂。
2 结果与讨论
2.1 β 成核剂合成方法
选择羧酸N-酰化两步法合成β 成核剂, 先将羧酸制备成酰氯, 再和胺类化合物反应生成酰胺。
HOOCR1COOH+2SOCl2 
ClOCR1COCl+2R2NH2→ R2NHOCR1CONHR2+2HCl
该路线是合成酰胺最简单有效的方法, 反应放热不可逆, 需在冷却条件下进行。反应中释放的HCl可与游离的胺生成盐, 降低酰化速度, 有时需要添加敷酸剂, 如吡啶、三乙胺等。
2.2 N, N’ -二环己基对苯二甲酰胺合成
以N, N’ -二环己基对苯二甲酰胺为例, β 成核剂合成步骤为:
250 ml四口瓶, 连接有电动搅拌器、回流冷凝管、尾气吸收装置及温度计, 加入16.7 g对苯二甲酸和100 ml N, N-二甲基甲酰胺, 缓慢加入14.3 g氯化亚砜, 开启搅拌、加热。80 ℃下反应8 h。反应结束后先蒸出过量的氯化亚砜, 剩余物采用石油醚重结晶, 得到白色针状晶体对苯二甲酰氯。产率77%, 熔点(83~84) ℃。
将8.5 g对苯二甲酰氯溶于四氢呋喃中, 所得溶液移至恒压滴液漏斗内。将9.8 g环己胺加入装有电动搅拌、回流冷凝管及恒压滴液漏斗的250 mL三口烧瓶中, 滴加对苯二甲酰氯的四氢呋喃溶液。30 min滴加完毕, 升温, 反应4 h后蒸出四氢呋喃,
采用10%NaOH溶液洗涤, 抽滤, 滤饼用四氢呋喃淋洗2~3次, 干燥。烘干后的固体用N, N-二甲基甲酰胺重结晶, 结晶完全后抽滤, 滤饼用95%乙醇淋洗几次, 干燥, 得到白色粉末状晶体。收率81%, 熔点> 320 ℃, 纯度98.7%, 堆密度0.21 g· cm-3。
2.3 成核剂的复配及超细化
复合成核剂通过调节α 、β 两种成核剂的复合比例, 改变其在聚丙烯中的浓度, 使两者的结晶温度(TC)相近, 促使两种成核剂竞争成核, 同时发挥作用。
在复配成核剂中, 可以加入分散剂, 分散剂只起到助分散的作用, 本身没有成核作用。可采用气流粉碎超细化技术对成核剂进行超细化加工, 将成核剂细度加工到1 μ 左右。超细化使成核剂在聚丙烯中的分散性更好, 成核效率更高, 达到最优的性能。
3 结 论
采用羧酸N-酰化两步法, 以N, N-二甲基甲酰胺为原料, 合成酰胺型高效成核剂N, N'-二环己基对苯二甲酰胺, 为酰胺型β 成核剂的研发提供一定的技术支持。
The authors have declared that no competing interests exist.
参考文献
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