聚醚多元醇胺化催化剂的研究

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端氨基聚醚是一类含有特殊官能团的胺类化合物,因为能与多种基团反应,所以在聚氨酯、润滑油添加剂、环氧树脂固化以及离子交换剂等领域得到广泛的应用。国内的相关研究相对较落后,很大程度上是由于反应条件高,合成难度大,催化效果差等特点造成的,其中已见部分文献,但都没有进行大规模生产。本研究主要是对聚醚多元醇(平均分子量200)、液氨、氢气等反应物进行催化反应制备小分子量的端氨基聚醚;通过改变催化剂制备中的工艺条件,制备出适合聚醚多元醇催化胺化性能良好的催化剂,并分析了各种制备条件对催化性能的影响。(1)以水为溶剂制备的钌基催化剂:分别考察了不同载体对催化剂的影响,发现以铝镁复合载体制备的钌基催化剂在提高转化率和改善产品颜色上有良好的活性;通过改变制备载体过程中的pH值、铝镁比、焙烧温度制备了不同的载体并负载活性组分;考察了活性组分含量、还原温度、助剂种类及含量、氨洗和水洗对催化剂活性的影响。结果表明:在以水为溶剂时,不同的pH值、铝镁比和焙烧温度对载体有着显著的影响;制备载体的优化条件为:在pH值为9.0左右,铝镁比为20.0wt%,焙烧温度为550℃;制备催化剂中的最优条件为:活性组分含量为1.5wt%,以KNO3为助剂,助剂比K:Cl=3,在600℃下还原,能达到较好的催化活性,转化率为60.0%,并且产品为无色。除此之外,氨洗和二次反应也能有效地提高催化剂的反应活性。(2)以甲醇为溶剂制备的钌基催化剂:考察了溶剂、同一溶剂不同载体、活性组分含量、还原方式、还原温度、旋蒸方式及时间、添加稳定剂、添加第二活性组分、洗涤方式等对聚醚多元醇催化胺化过程中钌基催化剂性能的影响,着重分析了不同溶剂和旋蒸方式对催化剂活性的影响。通过各种表征手段对催化剂和铝镁复合载体进行了表征分析,深入解析不同制备条件对催化效果的影响。通过催化胺化评价,能发挥较好催化活性的制备条件为:以甲醇为溶剂,活性组分含量为1.5wt%,进行30min等体积浸渍后旋蒸20min,在650℃下还原后得到最优的制备条件,聚醚多元醇的转化率为77.5%,产品为无色。
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