繆首領

(青島科技大學 化工學院，山東 青島 266042)

1 實驗部分

1.1 試劑與儀器

松香：特級，酸值174 mg KOH/g，上海埃比試劑有限公司；甲苯：煙臺三和化學試劑有限公司；硫酸鈦、氯化鋅：國藥集團化學試劑有限公司；氧氯化鋯：淄博環(huán)拓化工有限公司；氫氧化鉀；天津市廣成化學試劑有限公司；無水乙醇：萊陽經(jīng)濟開發(fā)區(qū)精細化工廠；氨水：青島捷隆化工有限公司；以上試劑均為AR；硫酸：質(zhì)量分數(shù)為98%，煙臺三和化學試劑有限公司。

集熱式恒溫加熱磁力攪拌器：DF-101S，鄭州長城科工貿(mào)有限公司；電熱鼓風干燥箱：101-1A型，上海良平儀器儀表有限公司；軟化點測定儀：SYD-2806D，河北大宏實驗儀器有限公司；旋片真空泵：2XZ-2型，大連通達反應釜廠。

1.2 固體超強酸的制備與表征

1.3 聚合松香的制備

一定比例的原料和溶劑投入裝有回流冷凝管、電動攪拌器、溫度計的三口燒瓶中，加熱到70 ℃，取溶解完全的未反應液滴定，測其酸值；加入催化劑，通入保護氣N2，加熱至110 ℃開始計時，反應5 h，反應結(jié)束后用靜置沉淀方法將固體超強酸催化劑與反應產(chǎn)物進行分離；降溫，用80 ℃水洗反應后產(chǎn)物，測其酸值，先進行常壓蒸餾，后在絕對壓力0.4 kPa下進行減壓蒸餾，收集240 ℃以上的塔釜餾份,得到產(chǎn)品聚合松香。

反應式如下。

2 結(jié)果與討論

2.1 催化劑的選擇

催化劑種類

催化劑種類圖1 不同催化劑對產(chǎn)品性能的影響

2.2 催化劑的性能測試

2.2.1 反應時間的影響

其它條件與2.1相同，反應溫度120 ℃的反應條件下，考察反應時間對實驗結(jié)果的影響，見圖2。

從圖2可以看出，隨著反應時間的增加，聚合松香的軟化點不斷增加，但是反應時間超過5 h后，繼續(xù)增加反應時間軟化點的變化幅度不大，故最佳的反應時間為5 h。

t/h圖2 反應時間對聚合松香軟化點的影響

2.2.2 m(催化劑)的影響

m(催化劑)/g圖3 m(催化劑)對聚合松香軟化點的影響

從圖3可以看出，m(催化劑)從0.50 g增加到1.50 g時，聚合松香的軟化點大幅度增加。當繼續(xù)增加催化劑用量時，軟化點變化較小，趨于平穩(wěn)。從經(jīng)濟角度來看，選用m(催化劑)=1.50 g為宜。

2.2.3 浸漬濃度的影響

c(浸漬硫酸)/(mol·L-1)圖4 浸漬酸濃度對聚合松香軟化點的影響

2.2.4 反應溫度的影響

t/℃圖5 反應溫度對聚合松香軟化點的影響

從圖5可以看出，聚合松香的軟化點隨溫度的升高而上升，到達120 ℃后，軟化點有所下降，這是由于溫度過高導致副反應增多所引起的。此外溫度過高的還有能耗增加和產(chǎn)品色級加深的缺陷。合適的溫度應兼顧軟化點、色級和生產(chǎn)成本來選擇。實驗得出的最佳實驗溫度為120 ℃。

2.3 催化劑的重復使用性能

次數(shù)圖/TiO2/La3+催化劑重復使用性能

次數(shù)圖/TiO2催化劑重復使用性能

3 結(jié) 論

參 考 文 獻：

[1] 程芝,張晉康.天然樹脂生產(chǎn)工藝學[M].北京:中國林業(yè)出版社,1996:224-230.

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[3] 楊如春,曾祥元.氯仿-硫酸法聚合松香生產(chǎn)工藝[J].林產(chǎn)化工通訊,1995,29(1)：l5-l9.

[4] 劉仕偉,于世濤,劉福勝,等.硫酸一離子液體復合催化劑催化松香聚合反應工藝的研究[J].林產(chǎn)化學與工業(yè),2005,25(B10)：64-68.

[5] 羅金岳.固體超強酸催化合成聚合松香的研究[J].林產(chǎn)化學與工業(yè),1999,19(4):56-62.