聚酚抗氧化剂CPL改性研究

高瑀婷，戴传波

(吉林化工学院 石油化工学院，吉林 吉林 132022)

我国是聚乙烯、ABS、橡胶生产大国[1].添加聚酚抗氧化剂后，可使其使用寿命得到大大延长，经济和社会效益更加明显[2-4].聚酚抗氧化剂CPL(对甲基苯酚双环戊二烯异丁基化产物)是一种多元酚类的无毒、耐久性的环保新型抗氧化剂，具有高效、粒径小、不变色等优点[5].易溶于醇类、芳香类等有机溶剂，不能与水混溶.是聚乙烯、ABS合成橡胶等聚合物的高级抗氧剂[6].聚酚抗氧剂经过改性后能在高温条件下稳定存在、不易分解，并能长时间使塑料保持原始属性，常在橡胶塑料、车辆、建材等领域中广泛使用[7-9].近些年，随着人们对助剂的环保及实用性能的要求逐渐提高，聚酚抗氧化剂将逐步取代以往的酚类抗氧化剂，改性后的聚酚抗氧剂将有更好的应用前景[10]，为未来提出的新型抗氧化剂提供有利参考.

1 实验部分

1.1 主要原料与仪器

环己烷、丙烯酸、三乙胺、三氯氧磷，自定玻璃反应釜，巩义市予华仪器有限责任公司，KDM型调温电热套，山东鄄城华鲁电热仪器有限公司.

1.2 实验步骤

向1 000 mL的四口玻璃反应釜中加入聚酚抗氧化剂，以环己烷为溶剂，加入丙烯酸和三乙胺，将三氯氧磷和环己烷混合物加到带有胶塞的滴液漏斗中，开启水浴加热，搅拌升温至77～80 ℃，开始滴加三氯氧磷和环己烷混合物，滴加时间为40～50 min，滴加完毕，保温反应2.5 h，保温反应完成后，向反应釜中加入蒸馏水，继续搅拌，15 min后将搅拌系统停止，静置15 min，将下层液体放出，收集于瓶中，完成第一次水洗.然后再次向反应釜中加入蒸馏水，开启搅拌旋钮，继续反应15 min，停止搅拌，静置15 min，将下层液体收集于瓶中，完成第二次水洗.

将余下的上层液体移入三口烧瓶中，安装蒸馏装置，通入冷凝水，同时开启调温电热套的控温旋钮，升温15 min左右，观察到有溶剂被蒸出，当不再有液体滴出且温度达178～180 ℃之间时，将控温旋钮关闭，蒸馏完成.得到改性后的聚酚抗氧化剂酯化物.采用测定熔点、皂化值的方式来表征所得改性后的聚酚抗氧化剂.

2 结果与讨论

2.1 不同生产厂家的聚酚抗氧化剂对改性结果的影响

图1 不同生产厂家的聚酚抗氧化剂改性结果

根据测试结果，由德国欧诺法公司生产的聚酚抗氧化剂产品改性后熔点、皂化值、产率较另两家更高，且为透明的淡黄色固体，符合预期值，故选用德国欧诺法公司的产品进行下一步实验研究.

2.2 不同溶剂对聚酚抗氧化剂改性的影响

图2 不同溶剂改性聚酚抗氧化剂结果

以甲苯、环己烷为溶剂所得结果更好，二者中环己烷毒性低，廉价易得，对产品的溶解度小，甲苯有毒性，因此，选择环己烷为反应溶剂进行实验.

2.3 不同的原料滴加方式对聚酚抗氧化剂改性的影响

三氯氧磷采用滴加的方式进料，能够保持在反应过程中及时除去生成的氯化氢，又能调节反应液的PH值稳定，有利于主反应的进行，也就相对减少了丙烯酸原料聚合副反应的发生.

图3 不同的原料滴加方式改性聚酚抗氧化剂结果

分别以单次、三次、五次滴加三氯氧磷原料对实验结果的影响不大，单次滴加结果符合预期，分三次、五次滴加比单次滴加的表征结果稍差，且时间较长，浪费水电能源，故采用单次滴加方式进行实验.

2.4 不同反应温度对聚酚抗氧化剂改性的影响

图4 不同温度对聚酚抗氧化剂改性结果

根据表征结果，78～80 ℃为最佳反应温度，熔点大于等于110 ℃，皂化值85 mg KOH/g以上，产率大于85%，各项数据符合预期值.

2.5 不同丙烯酸量对聚酚抗氧化剂改性的影响

图5 不同丙烯酸量改性聚酚抗氧化剂结果

3 结 论