非光气法合成溴代聚碳酸酯系列阻燃剂的研究

2017-03-05杨清波王新玲杨凯山东旭锐新材有限公司山东潍坊262714

化工管理 2017年25期

杨清波王新玲杨凯(山东旭锐新材有限公司，山东潍坊 262714)

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代替剧毒的光气进行溴代聚碳酸酯类阻燃剂的设计具有很重要的研究意义，然而在目前的研究过程中还存在着一定的问题。文章将重点对这种研究展开讨论，介绍其实验的过程，以及得出的结论，通过对催化剂、碱用量、温度等的讨论来进行结论的得出。希望能够对其他进行此次研究的人有所指导，更好地利用非光气法来合成溴代聚碳酸酯系列阻燃剂。

非光气法；溴代聚碳酸酯系列；阻燃剂；研究

溴代聚碳酸酯系列阻燃剂它并非直接作为一种阻燃材料参与加工而是作为一种聚合物阻燃助剂。其优点十分明显，溴含量少、热稳定性高并且抗腐蚀性能强、加工性能上十分优异。基于以上优点，对溴代聚碳酸酯系列阻燃剂的研究是十分有意义的。而利用非光气法来进行合成更加环保安全，因此文章中的研究希望对相关人员有借鉴意义。

1 实验研究

(1)牌号文章中所研究的溴代聚碳酸酯系列阻燃剂是一种四溴双酚A碳酸酯低聚物，它是以苯酚、异丙基苯酚、叔丁基苯酚以及三溴苯酚封端，牌号分别是BPC-52、BPC-508、BPC-504以及BPC-58。

(2)合成原理本实验中进行的反应是一种由界面的缩聚反应，在反应时，首先是分解的过程，将碳酸酯变为光气条件中需要有催化剂。然后进行一个缩聚反应，是将以上生成的光气和四溴双酚A钠盐一同进行反应，这样就可以得到实验目的产物。

(3)反应原料工业产品：碳酸双(三氯甲)酯(简称BTC)、四溴双酚A(简称TBBA)、苯酚、三溴苯酚(简称TBP)、对-叔丁基苯酚(简称PTBP)、对-异丙基苯酚(简称PIPP)

分析纯：氢氧化钠、结晶剂C、催化剂BTMA、催化剂TEA、溶剂A、溶剂B。

(4)实验方法按照一定的比例将水、TBBA、氢氧化钠、苯酚、溶液A或者溶液B以及催化剂加入到500ml圆底三口烧瓶中，烧瓶的内部会有一些辅助装置，例如温度计。然后在滴加BTC溶液，保证滴加时的温度控制在10到60℃。滴加完成后，在这个温度条件下继续搅拌2到6个小时，然后进行水相的分去，油相的过滤，最后水洗直至呈现出中性，然后进行结晶体C的加入，直到白色晶体的析出，接下来进行过滤，在控制温度120℃的条件下来进行干燥工作，经过这样的过程会析出一些白色的产物，且收率很高[2]。

2 结果讨论

(1)分子量控制事实上，根据实际的需求，可以任意调节实验产物的分子量。一般而言，为了更好地实现其作为添加剂阻燃剂的功能，会将其分子量控制在一定的范围，这个范围一般是在2500到6500之间，同时也会控制其聚合的长度，一般在4到10之间。为了实现这种控制过程，可以调节TBBA和BTC配比或者调节分子量调节剂的用量。

(2)溶剂选择本实验中的缩聚反应是在两相界面的环境下进行的，在这种反应中，水相指的是TBBA钠盐溶液，而有机相指的是由溶剂、TBBA缩聚物以及BTC缩聚物所共同构成的溶液。有机相的溶剂选择上需要有一定标准，溶剂要求能够充分溶解BTC缩聚物和TBBA缩聚物，否则，一旦溶解效果不好，就容易引起反应达不到很好的效果，导致没有很大的效益。一般来说，合适的溶剂可以选择卤代烃、四氯呋喃以及硝基苯等，在此之中，更加合适的溶剂是溶剂A和溶剂B，这两种溶剂具有很大的优势，首先在价格上十分低廉，其次它的溶解性能好，产品的收率很高。

(3)溶剂用量溶剂的用量对于反应速度有着十分重要的影响，若是溶剂减少，那么会导致在其他条件不变的情况下，界面的面积缩小，反应速度变慢，反应时间上加长。除此以外，还会导致有机相的粘度增大，会造成洗涤过滤等操作上的不便，这样一来，操作上会引起很大的损失，使得结晶效果不好，这样会影响到收率。而通过实验的验证，在保证溶剂的用量在每摩尔的TBBA为1.5L到2.5L之间的时候，用量的选择十分合适。

(4)碱用量以及浓度根据实验可以发现，在碱的浓度不变的前提下，若是没有保证碱的用量的合适，就会影响到收率。在碱的用量不变的前提下，若是碱浓度升高，也会导致收率的下降，同时还会出现大量不溶性的沉淀物。

(5)催化剂选择本次实验需要在催化剂条件下进行，适合本实验的催化剂有很多，考虑到价格、催化效果等多方面的因素，可以得出催化剂BTMA的效果最好。

(6)反应时间和催化剂用量关系一般，随着催化剂用量的增加，反应时间会逐渐缩短，然而，在催化剂增加到一定程度之后，时间缩短上就会变得不明显。

(7)反应温度选择由于本实验是在碱性条件下进行的，在碱性条件下，BTC和其分解的光气十分不稳定，尤其是在温度很高的时候。因此，为了保证BTC和其分解产物不会和碱反应，需要控制好温度。实验表明，合适的温度条件一般是10到60℃。

(8)结晶剂筛选事实上，有很多结晶剂都符合本实验要求，然而，考虑到效果价格等多方面的因素，可以得出结晶剂C的综合价值最高。结晶时需要对用量和温度进行控制，否则会影响收率。