聚醚腈又称含醚键二腈，学名为3 3一(二乙醚8． 二氧) 双正。它是制取含醚键二胺的重要原料 含醚二胺作为一种新型的柔性环氧树脂固化剂，不但提高了其固化物的柔韧性，而且克服了简单脂肪多胺固化剂毒性大．对皮肤有刺激性的缺点 。在国外有着广泛的应用，社会效益很好。国内现全部需要进口，成本高，所以含醚键一 胺有较大的发展前景。目前，国内市场没有聚醚腈这种原料，虽然有关于聚醚腈台成及其应用的报导，但是没有给出具体的合成方法及工艺条件，因此，我们的研究重点就在于：利用碱性催化剂，以丙烯腈与二甘醇反应合成聚醚腈，确定其最佳反应工艺条件，为制取聚醚胺准备必要的原料，为进一步进行工业生产作基础性的研究。 1 实验部分
1．1 原料
丙烯腈；一缩二乙二醇(又名二甘醇)；氢氧化钾；盐酸。
1．2 反应原理
丙烯腈容易和含活泼氢原子的化合物发生加成反应 。在碱性催化剂KOH作用下，利用醇
对外贸易法对缺电子烯烃加成是合成带有其它官能团的醚的有用合成方法 。反应方程式如下：
江西省教育资源公共服务平台OHCH2CH2OCH2CH20H + 2CH2=CHCN→中国邮政华为合作NCCH2CH2OCH2CH2OCH2CH2OCH2CH2CN
1．3 实验方法
利用恒温装置来制备聚醚睛 J，实验前将二甘醇预热到反应温度。将一定量的催化剂用少量的蒸馏水溶解后放人四口瓶内，加入二甘醇，搅拌均匀后用分液漏斗将丙烯腈逐滴加入，控制滴加速度，防止由于加入过多的丙烯腈而使反应瞬间大量放热，造成体系沸腾和丙烯腈的自聚反应。丙烯腈滴加完毕，恒温反应一段时间后冷却．用盐酸中和．过滤。由于主产物聚醚腈的沸电很高，应采用减压蒸馏的方式对其进行分离。用真空泵对系统进行抽空，截取不同温度段下的馏份进行分析，确立主产物在进行减压条件下的最佳沸程：
2 实验结果与讨论
对制备后的产品进行了红外光谱分析，对精制后的部分温度下的馏份做了红外光谱分析和一质谱联机分析和谱分析。
2．1 催化剂的影响
据文献报导，二甘醇与丙烯腈反应制备聚醚腈须在碱性条件下进行。根据实验室条件，我们选用了KOH，介入心脏病学NaOH两种催化剂作了对比实验，得到的产物经分析后最终选用了KOH作为合成反应的催化剂。在利用NaOH作催化剂合成时，出现了大量的白絮状沉淀，且蒸馏出丙烯腈和二甘醇后所剩产品较少，聚醚腈的收率十分低，相比之下，KOH的效果较好。在一定的工艺条件下，我们改变催化剂的用量，对得到的产品进行分析。结果表明，催化剂与甘醇质量比为0.03:l时，可以满足实验要求，过多地加入催化剂，并不能使聚醚腈的收率有所提高。
2．2 温度的影响
反应温度是合成反应的关键因素。在一个适应的温度条件下，合成反应可以顺利地进行。温度低，反应启动慢；温度过高， 方面由于合成反应本身放热反应过于剧烈不易控制，另一方面丙烯腈在7O℃以上会发生自聚反应。
在实验中，我们在40℃，50℃，60℃ 等不同温度下进行了实验，以红外光谱对产物进行
分析比较，合成反应温度最好控制在50℃，60℃的结果和50℃近似相同，几乎没区别，考虑到能源消耗和操作费用选用50℃的条件，而70℃以上丙烯腈发生自聚，不易采用
2．3 原料比的影响
我们采用1：1.5，1：2，1：2.4，1：3.8等不同的原料比进行了实验，得到的产品以红外光谱分析，1：1.5和1：3.8的结果和1：2.4的结果基本相似，为了能让二甘醇完全转化为聚醚腈，实验中采用了丙烯腈过量的方式，最终确定二者的摩尔比为1：2.4。过多地加入丙烯腈并不能使聚醚腈的收率有所提高，反而会在制备进程和精制进程中因温度高而发生自聚
2．4 反应时间的影响
由于反应比较剧烈．所以用分液漏斗将丙烯腈缓慢加完后，改变不同的恒温反应时间来研究反应时间的影响。我们从2h一直比较到9hdlt，最后发现反应时间3h较好。在合成反应进程中，理论上只要有足够长的时间，反应是可以进行到底的，但实际上反应一旦达到平衡，若要提高产品收率是很难的，从谱图上可以看出，反应2h后就得到了很明显的主产物，而
且从谱图的分析中可以看出，收率随时间的延长并没有多大的提高 最后我们认定：丙烯腈滴加1.5 h，恒温反应1.5 h为最佳的反应时间。当然，合成原料的量越大，整个反应时间就要相对延长。
2．5 聚醚腈精制最佳工艺条件的确定
在减压蒸馏的实验装置上，确定其工艺条件。真空度为533～800Pa，功率为50Hz的自动控温仪，工作电压为150V。
3 结论
根据以上实验及其测试结果，我们得出了利用丙烯腈和二甘醇制取聚醚腈的最佳工艺条件。
(1)氨氧化钾作为台成反应的催化剂是可行的，基本达到满意效果。按与二甘醇的质量比计算其用量最好控制在0.03：1。
(2)丙烯腈采用过量，按与二甘醇的摩尔比计算，其用量在2.4：1左右较为适宜(3)在合成过
程中，水浴的温度控制在50℃左右较为适宜。温度过高，易产生丙烯腈的自聚；温度过低，反应不易启动或启动很慢。
(4)合成过程中，由于反应放热，应特别注意：在加入丙烯腈时应缓缓滴加．以防由于瞬间大量的丙烯腈参加反应而造成剧烈放热．温度骤然增高，若超过70℃，丙烯腈会发生自聚。滴加时间应根据反应的量而定，而且要恒温反应足够长的时间。
驱动轴
(5)精制过程中，截取沸程在210～220℃/(533～800 Pa)的馏份，其聚醚腈的含量较高
豫公网安备41160202000603
站长QQ:729038198
关于我们
投诉建议