CN102603494A - 采用固体碱催化剂合成聚甘油的方法 - Google Patents

采用固体碱催化剂合成聚甘油的方法 Download PDF

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曲佳伟
曾哲灵
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Abstract

一种采用固体碱催化剂合成聚甘油的方法，其方法步骤为：1、负载型固体碱KF/γ-Al2O3催化剂的制备；2、聚甘油的合成：称取聚甘油，加入相比于聚甘油的量1%~10%的自制的KF/Al2O3固体碱催化剂，油浴加热温度为220~260℃，反应时间为3~6小时，停止反应后，过滤，盐酸酸中和，对所得滤液进行蒸馏，得到产品。本发明的技术效果是：1、用固体碱KF/γ-Al2O3催化剂替代液体碱催化剂，使得反应后产物和催化剂的分离变得简单；2、反应进行中及结束后产物的pH值减小，从而减轻了对设备的腐蚀，减小了对环境的污染。

Description

采用固体碱催化剂合成聚甘油的方法
技术领域
 本发明涉及一种聚甘油的合成方法，尤其涉及一种采用固体碱催化剂合成聚甘油的方法。
背景技术
聚甘油主要来源于甘油工业副产物,现在则大量由甘油直接制备,有着广泛的用途,如可以直接用作增稠剂、保湿剂,其硝酸酯是高级液体炸药,其乙酸酯可作PVC及纤维素材料的增塑剂。聚甘油已用于化妆品、洗涤剂、食品工业和高分子材料的制造等。
   甘油(1, 2, 3-三羟基丙醇)分子有三个羟基团基团,在催化剂存在的条件下,甘油分子之间能发生互间脱水缩合反应生成聚甘油。
目前，聚甘油的制备方法通常为：在氮气或二氧化碳等惰性气体保护下，原料中加入一定量的催化剂，升温至200～280℃反应2～10小时，可制备得到一定聚合度的产物聚甘油。所用催化剂一般为液体酸或碱性物质。该方法的优点在于方法成熟、原料充足、价格低廉,反应时间短,对设备要求低,但同时也存在很多缺点例如反应后催化剂和产物分离困难、酸碱催化剂对设备腐蚀厉害，污染环境等。
反应过程中如能用固体碱催化剂代替液体酸或碱催化剂，则能使反应后催化剂和产物的分离问题变得简单，并且避免了液体酸碱对设备的腐蚀问题，使得聚甘油的合成更为简单，环境友好，更为节能。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足，提出一种采用固体碱催化剂合成聚甘油的方法。
本发明的目的是这样来实现的，其方法步骤为：
1、负载型固体碱KF/γ-Al2O3催化剂的制备：在Al2O3 载体中加入二水氟化钾配制成的等体积的氟化钾溶液混合，室温搅拌 3 小时，陈化12小时后在电炉上蒸发水分近干，放置干于燥箱中 80 ℃恒温干燥 一天，置于煅烧炉中500~800℃煅烧2~5小时，即得所需的KF/ Al2O3固体碱催化剂样品。
2、聚甘油的合成：称取聚甘油入三口烧瓶，加入相比于聚甘油的量1%~10%的活性组分的自制的 KF/Al2O3固体碱催化剂，搅拌，同时往三口烧瓶内通入保护性气体氮气，油浴加热温度为220~260℃，反应时间为3~6小时，停止反应后，过滤，盐酸酸中和，对所得滤液进行蒸馏，将其中水分蒸出后得到产品。产品的聚合度为3~8.
3、聚合度的测定：最终产品聚甘油的聚合度采用乙酸酐滴定法确定。
本发明的技术效果是：
1、用固体碱KF/γ-Al2O3催化剂替代液体碱催化剂，使得反应后产物和催化剂的分离变得简单。
2、由于使用了固体碱催化剂，反应进行中及结束后产物的pH值减小，碱性大幅度减弱，从而减轻了对设备的腐蚀，减小了对环境的污染。工艺更合理，更环境友好。
具体实施实例
本发明将通过以下实施实例作进一步说明。
实例一：(1)固体碱催化剂KF/Al2O3的制备：取Al2O3 10.28g加入5.83g二水氟化钾配制成的等体积的氟化钾溶液，混合，室温搅拌 3 小时，陈化12小时后在电炉上蒸发水分近干，放置干于燥箱中 80 ℃恒温干燥 20小时，置于煅烧炉中600℃煅烧3小时，即得所需的KF/ Al2O3固体碱催化剂样品。
（2）聚甘油的合成：称取聚甘油100.00g ，KF/Al2O3样品8.95g，加入三颈烧瓶中，搅拌同时氮气保护，油浴加热温度为250℃，反应时间为4小时。
（3）过滤：反应结束后对产品进行抽滤，将催化剂和聚甘油分离。所得滤液用盐酸中和。
（4）蒸馏：对中和后的滤液进行蒸馏，将滤液中所含水分除去，获得聚甘油纯品。采用乙酸酐滴定法对其聚合度进行标定，聚合度为4.14。
实例二：（1）固体碱催化剂KF/Al2O3的制备：取Al2O3 10.44g加入6.77g二水氟化钾配制成的等体积的氟化钾溶液混合，室温搅拌 3 小时，陈化12小时后在电炉上蒸发水分近干，放置干于燥箱中 80 ℃恒温干燥 20小时，置于煅烧炉中600℃煅烧3小时，即得所需的KF/ Al2O3固体碱催化剂样品。
（2）聚甘油的合成：称取聚甘油100.10g ，KF/Al2O3催化剂8.12g，加入三颈烧瓶中，搅拌同时氮气保护，油浴加热温度为250℃，反应时间为4小时。
（3）过滤：反应结束后对产品进行抽滤，将催化剂和聚甘油分离。所得滤液用盐酸中和。
（4）蒸馏：对中和后的滤液进行蒸馏，将滤液中所含水分除去，获得聚甘油纯品。采用乙酸酐滴定法对其聚合度进行标定，所得产品聚合度为6.61。
实例三：（1）固体碱催化剂KF/Al2O3的制备：取载体Al2O3 13.92g加入6.77g二水氟化钾配制成的等体积的氟化钾溶液混合，室温搅拌 3 小时，陈化12小时后在电炉上蒸发水分近干，放置干于燥箱中 80 ℃恒温干燥 20小时，置于马弗炉中600℃煅烧3小时，即得所需的KF/ Al2O3固体碱催化剂样品。
（2） 聚甘油的合成：称取聚甘油100.00g ，固体碱催化剂KF/Al2O3 10.05g，加入三颈烧瓶中，搅拌同时通入氮气保护，油浴加热温度为250℃，反应时间为4小时。
（3）过滤：反应结束后对产品进行抽滤，将催化剂和聚甘油分离。所得滤液用盐酸中和。
（4）蒸馏：对中和后的滤液进行蒸馏，将滤液中所含水分除去，获得聚甘油纯品。采用乙酸酐滴定法对其聚合度进行标定，所得产品聚合度为3.06。

Claims (1)

1. 一种采用固体碱催化剂合成聚甘油的方法，其方法步骤为：
1）负载型固体碱KF/γ-Al2O3催化剂的制备：在Al2O3 载体中加入二水氟化钾配制成的等体积的氟化钾溶液混合，室温搅拌 3 小时，陈化12小时后在电炉上蒸发水分近干，放置干于燥箱中 80 ℃恒温干燥 一天，置于煅烧炉中500~800℃煅烧2~5小时，即得所需的KF/ Al2O3固体碱催化剂样品；
2）聚甘油的合成：称取聚甘油入三口烧瓶，按照相比于聚甘油的量1%~10%的活性组分加入自制的 KF/Al2O3固体碱催化剂，搅拌，同时往三口烧瓶内通入保护性气体氮气，油浴加热温度为220~260℃，反应时间为3~6小时，停止反应后，过滤，盐酸酸中和，对所得滤液进行蒸馏，将其中水分蒸出后得到产品，产品的聚合度为3~8；
3）聚合度的测定：最终产品聚甘油的聚合度采用乙酸酐滴定法确定。
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