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本论文工作立足于工业实际,从绿色环保角度出发,针对传统过酸法生产二氧化双环戊二烯(DCPDD)存在对设备腐蚀严重、反应工艺较复杂、容易导致环氧化物的酸性开环生成副产物等不足,采用绿色、无污染的H2O2为氧源,对环境危害小的杂多酸季铵盐为催化剂,设计了三种反应体系,探索研究适合工业化生产的绿色催化合成工艺。在成功通过双环戊二烯(DCPD)催化环氧化制备DCPDD后,又对其在层压板中的应用做了做了相关研究。
(1)磷钨杂多酸季铵盐/H2O2/有机溶剂体系催化DCPD环氧化,其最佳反应条件为:以1,2-二氯乙烷为溶剂,十八烷基三甲基溴化铵磷钨杂多酸盐为催化剂,W(H202)=50%的H2O2为氧源,反应温度60℃,n(Cat):n(双环戊二烯):n(H202)=2.86:1000:2600反应时间15h。在此条件下,反应物的转化率可达到99.99%,DCPDD的选择率达到97.47%。
(2)磷钨杂多酸季铵盐/H2O2/微乳液/水体系催化DCPD环氧化,其最佳反应条件为:EDTA为络合剂,w(H202)=70%为氧源,反应温度30℃,反应时间5h,m(DCPD):m(十二烷基磺酸钠)=100:3.06,n(Cat):n(双环戊二烯):n(H202)=5.68:1000:2600。在此条件下,反应物的转化率可达到99.99%,DCPDD的选择率达到88.03%。
(3)以磷钨杂多酸季铵盐为催化剂,过氧化氢为氧源,在添加相转移试剂形成的两相体系中催化氧化DCPD合成了DCPDD,最佳反应条件为:n(Cat):n(KH2PO4)=100:25,n(Cat):n(DCPD):n(H2O2)=5.68:1000:2600,EDTA为络合剂,70%(m/m)过氧化氢为氧源,反应温度30℃,反应时间2h。在此条件下,反应物的转化率可达到99.99%,DCPDD的选择率达到84.26%。
(4)将自制DCPDD应用到玻璃布层压板中,并对该层压板的力学性能、电性能、耐热性做相应测试,实验结果表明该板性能优良。