三羥甲基苯酚與環(huán)己酮共聚行為研究.pdf

1、羥醛縮合反應是增長碳鏈的重要反應之一，通過反應可將兩個簡單的分子變成一個較復雜的分子。環(huán)己酮和三羥甲基苯酚在堿性條件下可以發(fā)生羥醛縮合反應，形成一種結構可控的聚合物。本文通過核磁共振（NMR）、凝膠滲透色譜（GPC）以及產(chǎn)率來分析不同條件下該聚合物的結構及分子量；核磁共振主要表征聚合物中酚環(huán)之間亞甲基鍵數(shù)量、環(huán)己酮與酚環(huán)之間亞甲基鍵數(shù)量、酚環(huán)上未反應的羥甲基數(shù)量、酚環(huán)數(shù)量及環(huán)己酮數(shù)量之間的比例關系和聚合物的分子量。通過研究反應條件對產(chǎn)物

2、結構及分子量的影響，為控制產(chǎn)物結構及分子量提供重要理論依據(jù)。本研究中羥醛縮合反應主要是以氫氧化鋇為催化劑在水介質(zhì)中進行的催化縮聚反應，在反應結束時通過加入硫酸生成硫酸鋇沉淀將催化劑去除。
　　本文研究三羥甲基苯酚與環(huán)己酮被亞甲基鍵（通過縮合反應脫水生成）連接在一起的過程。研究了對產(chǎn)物結構及分子量有影響的反應條件（溫度、時間和反應物料比）；研究表明，在間歇操作下縮合而成的產(chǎn)物，其環(huán)己酮的引入量只有14.8％；分析表明，由于三羥甲基苯

3、酚在間歇反應過程中濃度較高，導致其發(fā)生自聚反應生成酚醛聚合物。為使三羥甲基苯酚與環(huán)己酮反應更充分，采用半連續(xù)法將三羥甲基苯酚加入到反應體系中。通過對比間歇法和半連續(xù)法，發(fā)現(xiàn)半連續(xù)法合成出的聚合物中環(huán)己酮的引入量達到了23.1%，環(huán)己酮與三羥甲基苯酚在聚合物結構中分布較均勻，且產(chǎn)物支化度較低。本研究對控制聚合物的結構有重要的意義，主要研究內(nèi)容包括以下兩部分：
　?。?）在低溫條件下甲醛與苯酚通過加成反應生成三羥甲基苯酚，產(chǎn)率達到70

4、.1%，純度達到99%。通過間歇法在不同反應條件下合成出三羥甲基苯酚-環(huán)己酮共聚物，采用核磁共振表征產(chǎn)物中各個基團中氫的比例及連接在酚環(huán)與環(huán)己酮之間亞甲基的存在，采用凝膠滲透色譜儀測定聚合物分子量并且分析其組成。通過分析產(chǎn)率、分子量及組成的變化，對反應過程有了清晰的研究，并且得到較優(yōu)反應條件為反應溫度80℃，三羥甲基苯酚與環(huán)己酮摩爾比1:1。
　?。?）通過半連續(xù)法研究環(huán)己酮與三羥甲基苯酚之間的縮聚反應過程，對比了其與間歇法在相同

5、反應條件下的產(chǎn)物結構。通過核磁氫譜圖分析表明，在半連續(xù)法下合成出的產(chǎn)物支化度較低，環(huán)己酮與三羥甲基苯酚的分布較均勻。在半連續(xù)操作下不同反應條件對產(chǎn)物中環(huán)己酮引入量、羥甲基含量、酚環(huán)之間亞甲基含量、酚環(huán)與環(huán)己酮之間亞甲基含量、分子量和支化度的影響；研究結果表明，隨著反應溫度升高，環(huán)己酮的引入量、酚環(huán)與環(huán)己酮之間的亞甲基含量和分子量均增加，羥甲基含量和酚環(huán)之間的亞甲基含量均減少，支化度增加直到平衡；隨著反應物料中環(huán)己酮比例增加，環(huán)己酮的引入