HPM的合成制备及其树脂样条的制备
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磷钼酸(HPM )催化合成乙酸苄酯的实验研究祁素芳,刘 锦,任知忠,侯涛涛,李俊英(河南大学化学化工学院,河南开封475001)摘 要:以乙酸、苄醇为原料,磷钼酸(HP M )作为催化剂催化合成乙酸苄酯1对催化剂使用的最佳条件和重复使用的效果进行了研究1结果表明:磷钼酸具有很好的催化性能,且当催化剂质量与反应物总质量之比为1.2%、苄醇和乙酸物质的量之比为1∶1.3、反应温度为95℃、反应时间2h 时,产品收率可达90%以上1关键词:磷钼酸;乙酸苄酯;催化中图分类号:O623.624.2 文献标识码:A文章编号:1003-4978(2003)04-0070-03 收稿日期:2003206220 基金项目:河南省科技攻关项目(编号:0124090410) 作者简介:祁素芳(1951-),女,副教授,研究方向,过渡元素化合物的性质及制备.The Experimental Study on the Synthesize of B enzy Acetatein the C atalysis of Phospho 2tungstic AcidQI Su 2fang ,LI U Jin ,RE N Zhi 2zhong ,H OU T ao 2tao ,LI Jun 2ying(College o f chemical and chemical Engineering ,H enan Univer sity ,Kaifeng 475001,H enan China )Abstract :In this paper ,Phospho 2m olybstic acid (HP M )is used as catalyst ,and benzoicalcohol and glacial acetic acid are used to synthesize benzyl acetate .The activity has been studied.The results show that Hhospho 2m olybstic asid is the best catalysts and the best reaction condition was found .The reaction temprature 95℃,n (alcoho ):n (acid )=1:1.3,reaction time :2h and the mass ratio of catalysts to general mass reactant are 1.2%.That yield reaches over 90.0%.K ey w ords :phospho 2m olybstic acid ;benzyl acetate ;catalysis0 引言乙酸苄酯是一种常用的香料,常温下是无色液体,具有水果香味和茉莉花香味,用于配制各种香料、化妆品、食品添加剂等等1它可用做工业香精,对花香和幻想型香精的香韵有提升作用1因此国内外各大香料公司都非常重视乙酸苄酯的生产和开发[1]1乙酸苄酯的传统合成方法是用乙酸和乙酐在无机酸催化下进行合成的[2]1这种方法转化率较低,酸对设备腐蚀性较大,产品后处理较复杂,环境污染严重,急需改进1近年来研究乙酸苄酯的合成方法的文章很多,大多是以改变催化剂为主要途径1而以磷钼酸做催化剂催化合成乙酸苄酯的研究报道在国内外尚未见到1作者选用杂多酸磷钼酸作为催化剂合成乙酸苄酯,并对实验条件进行了研究,取得了较好的效果[3]11 实验1.1 主要原料和仪器原料:苄醇,CP 级,新乡市化学试剂厂;冰乙酸,AR 级,天津市博迪化工有限公司;磷钼酸,自制1仪器:250ml 三口瓶、冷凝管、加热套及其它磨口仪器;WS -1型阿贝折光仪;AVAT AR -360型红外光谱仪1112 磷钼酸催化剂的制备第33卷第4期河南大学学报(自然科学版)V ol.33 N o.42003年12月Journal of Henan University (Natural Science )Dec.2003称取定量钼酸钠,加蒸馏水,磷酸二氢钠,用1∶1盐酸调pH 值至1~2,加热反应,然后冷却,将反应液转入分液漏斗,加入适量乙醚φ=50%硫酸溶液,收集下层油状物,多次重复,将萃取液蒸干,即得产品[4]1113 实验方法在带有冷凝管的250ml 三口烧瓶中加入一定量的苄醇、冰乙酸和自制的磷钼酸,升温回流,搅拌,待反应结束后,碱洗、水洗、干燥、蒸馏,得产品1114 产品检测1.4.1 产率将产品称重,根据应该生成酯的质量和产品的质量求出产率1产率(%)=(W 1/W 2)×100% (式中W 1为产品质量,W 2为应生成酯的质量)1.4.2 产品分析乙酸苄酯的折光率为1.5253(20℃),[5],利用阿贝折光仪测定折光率得到了与标准值符合较好的折光率值,部分样品的折光率值如下表所示1表1 产品折光率样品编号标准样品123456折光率值1.52321.52401.52351.52381.52351.52331.5231图1 乙酸苄酯样品的红外光谱图114.3 产品的红外光谱分析图1为所得产品的红外光谱图1与标准样品相比,其匹配率达96.68%1其纯度完全符合要求12 结果与讨论通过实验研究不同的实验条件对酯化反应的产品产率的影响,以确定以磷钼酸作催化剂合成乙酸苄酯的最佳反应条件12.1 催化剂用量对产率的影响当反应的其它条件一定,例如:反应温度104℃,时间2h ,醇和酸的物质的量之比为1∶1.3时,单纯改变催化剂的用量,其酯的产率的变化见表21表2表明:当催化剂用量达到1.2%时产率已经达到较高值,继续增加催化剂的量产率的变化已经不大,所以,催化剂的用量以1.2%较为适宜1表2 催化剂用量对产率的影响W/%0.30.6 1.2 1.8产率/%28357475注:表格中W 表示加入催化剂的质量占反应物总质量的百分率2.2 反应时间对产率的影响当反应的其它条件一定,例如:反应温度104℃,催化剂用量占反应物总量的1.2%,醇和酸物质的量之比为1∶1.3时,单纯改变反应时间对产率的影响见表31表3 反应时间对产率的影响反应时间/h0.5 1.0 1.5 2.0 2.5产率/%2253667474 表3表明:反应时间为2h 时产率已经达到较高值,继续增加时间意义不大1213 醇和酸物质的量之比对产率的影响当反应的其它条件一定,例如:反应温度104℃,催化剂投入质量占反应物总质量的1.2%,反应时间2h 时,单纯改变醇和酸的物质的量之比对产率的影响见表41祁素芳,等:磷钼酸(HP M )催化合成乙酸苄酯的实验研究71表4 醇酸比对产率的影响n (醇)∶n (酸)1∶11∶1.11∶1.21∶1.31∶1.4产率/%5964687475 表4表明:当醇和酸物质的量之比为1∶1.3时产率较高,继续增加醇和酸物质的量之比只会增加消耗,而产率却变化不大1214 反应温度对产率的影响当其它反应条件不变,例如:催化剂投入质量占反应物总质量的1.2%,醇和酸物质的量之比为1∶1.3,反应时间2h 时,单纯改变反应温度对产率的影响见表51表5 反应温度对产率的影响反应温度/℃8595104108112产率/%8392745948 表5表明:该反应较好的反应温度是95℃,温度低于或者高于该温度时,反应的产率都会下降1215 催化剂重复使用的实验效果按照上述实验中选择的最佳实验条件,即催化剂投入质量占总反应物质量的1.2%1醇和酸物质的量之比为1∶1.3,反应时间2h ,反应温度95℃的条件下进行反应1反应结束后,对含有催化剂的废液进行回收处理[6]1利用上次回收的催化剂继续进行催化合成,这样重复进行几次,使催化剂重复使用1实验证明催化剂重复使用的效果良好1实验结果见表61表6 催化剂重复使用的产率催化剂使用次数1234产率/%919087863 结论(1)实验结果表明:磷钼酸对乙酸苄酯的合成反应有较好的催化作用,其最佳的反应条件是:醇和酸物质的量之比为1∶1.3、催化剂用量占反应物总质量的1.2%、反应时间2h 、反应温度为95℃1(2)催化剂经处理后可以重复使用,使用效果良好1(3)磷钼酸催化乙酸苄酯的合成反应,反应温度低,易控制;反应时间短,产率高;原料消耗少,效益好;工艺条件及后处理简单,催化剂可以重复使用,对环境污染很小,是一种很有应用前景的催化剂1参考文献:[1]连正勇.用固相转移催化剂制备乙酸苄酯.[J ].精细化工.1998(5):43~46.[2]强亮生,王慎敏.精细化工实验[M].哈尔滨哈尔滨工业大学出版社.1997.[3]徐林,郭军.杂多酸性催化剂的应用研究及其进展[J ].石油化工.1994,23(7);477~482.[4]北京师范大学无机化学教研室等编.无机化学实验(第三版)[M].高等教育出版社208~209.[5]中国医药公司上海试剂采购供应站1试剂手册[J ].上海:上海科技出版社,1985:167.[6]王恩波,赵世良,郑汝骊.杂多酸盐催化剂[J ].石油化工,1985,14(10),615~625.(上接第69页)[29]N ori Y C ,Peter G P.S ilver halide activated photochromic plastics[P].US Pat.4049567,1977-09-20.[30]Jerome L ,Reid ,Wavland.Photochromic polymeric membrane[P].US Pat.5015416,1991-05-14.[31]Ninomiya ,T oshitaka.Photochromic polymer films showing fast response and large change in transmittance for light m odulators[P].J PPat.2002138276,2002-05-14.[32]Uhlmann D R ,Snitzer E ,H ovey R J ,et al.F ournier J T.S tablized photochromic materials[P].US Pat.4046586,1977-09-06.[33]Nakamura ,T oru.Variable color plastic lenses and manu facture thereof[P].J P Pat.09159801,1997-06-20.[34]R obert E.S.,K evin B.S.Capped photochromic silver halides for incorporation into plastic matrix[P].US Pat.5252450,1993-10-12.[35]Nakamura ,T oru.Photochromic particulate materials ,their production ,and optical elements using them[P].C A Pat.2165882,1996-06-23.[36]Nakamura ,T oru.Photochromic particle and production thereof[P].J P Pat.07157751,1995-06-20.72 河南大学学报(自然科学版),2003年,第33卷第4期。
Process description HP-RTMSource: Institut für Verbundwerkstoffe GmbHWith injection method under high pressure up to approx. 100bar Preparing injection mold 注射模准备Finished part 成品Part demolding 制件脱模Resin injection 注入树脂Close tool 闭模Insert reinforcing material 放入增强材料Producepreform 制件预成型Dryreinforcing fiber 干燥增强纤维高压树脂传递模塑工艺描述采用高达100bar 压力下的注射手段闭模Process description HP-RTMWith injection method under high pressureDry fiber productsPreformP r e f o m p l a c e me n t 放置预成制件RTM press 传递模塑压机Cured RTM Component 传递模塑成品C om ponen t A C om pone nt BRTM Equipment传递模塑设备泵混和头干燥纤维制品预成型采用高压下注射手段高压树脂传递模塑工艺描述02 | 2010 –page 1RTM process overview树脂传递模塑工艺流程Source: BMW AGSource: Krauss MaffeiRTM mixing headRTM 混合头Release agent coating 涂覆脱模剂Unroll Cutting 开卷切割Part removal 取件Cleaning lower tool 清理下模Placing inserts 放置添加物2. Press process 压制过程1.Upstream process 上游工艺过程3. Downstream process 下游工艺过程Place inserts 放置添加物Stitching 缝纫Laying Packaging 平铺Cuttingpreform 切割预成型Preforming 预成型RTM process 树脂传递模塑工艺Cleaning upper tool 清理上模Loading form 放置预成型件Resin injection 注入树脂Raw material storage 原材料存储IMC process 模内喷涂工艺Parts storage 制件存储Measuring parts 制件测量Outline trimming 外廓修边MillingStamping 磨、冲Water jet Cutting 水切割Cleaning 清洁Pretreatingsurface 表面预处理Bonding 粘接Verifying 校验02 | 2010 –page 2RTM-equipment 树脂传递模塑工艺设备Molds 模具Automation 自动化Mixing head 混合头Presses 压机Tank storage存储罐Line control 生产线控制Mold Heating 模具加热Dosing Facility 喂料装置Form cleaning 模具清理Preform press 预成型压机Daily Dose 日常喂料Preform Production 预成型Post processing后加工DIEFFENBACHERKrauss Maffei高压树脂传递模塑应用实例高压树脂传递模塑应用实例02 | 2010 –page 1Process overview, classification and process partnersF iber-R einforced P lastics FRPC ompression M olding Technology CMS heet M olding C ompoundSMC Direct Strand Molding CompoundD-SMCLong Fiber T hermoplastics D irect processLFT-D E-LFT-D Tailored LFT-D G lass M at Reinforced T hermoplasticGMTH igh P ressureR esin T ransfer M olding HP-RTMC o -o p e r a t i o n p a r t n er工艺纵览、分类及合作伙伴纤维增强复合材料FRP模压成型技术CM 长纤维增强热塑塑料高压树脂传递模塑。
水解聚马来酸酐(HPMA)的合成方法山东鑫泰水处理剂2015.8摘要:水解聚马来酸酐(HPMA)对CaCO3和Ca3(P04)2的阻垢效果好,是非常适合工业循环冷却水的阻垢剂;本工艺合成水解聚马来酸酐(HPMA)反应时间短、操作简单、成本低、绿色无污染;所用催化剂及引发剂价兼易得、用量少、活性高;该工艺工序较为简单,安全系数较高,生产周期较短,能耗较低,产量较高,有利于批量生产;原材料利用率高、无污染环境的废物产生。
HPMA(水解聚马来酸酐)适用于碱性环境。
在高温(<350℃)和高PH下有明显的溶限效应。
适用于碱性水质或同其它药物复配使用。
在300℃以下对碳酸盐仍有良好的阻垢分散效果,阻垢时间可达100h。
由于HPMA(水解聚马来酸酐)阻垢性能和耐高温性能优异,因此在海水淡化的闪蒸装置中和低压锅炉及工业循环冷却水中得到广泛使用。
另外HPMA(水解聚马来酸酐)有一定的缓蚀作用,与锌盐复配缓蚀效果更好。
关键词:水解聚马来酸酐;阻垢分散剂;水处理剂;HPMA1、理论依据以《应用化工》、《21世纪水处理剂发展战略[J ]环境工程》为依据。
2、反应原理其合成原理是:在引发剂、催化剂作用下将马来酸酐分子内不饱和双键断裂,从而自身发生聚合反应生成水解聚马来酸酐。
3、生产工艺简介由于马来酸酐碳碳双健的电子云密度低、空间位阻大,难以均聚,是合成反应的瓶颈。
目前主要有三种方法可以生产聚马来酸酐:1、辐射聚合法,它需要一个辐射源设备,条件高,多用于科学研究,在工业上应用基本没有。
2、有机溶剂聚合法,该法采用偶氮二异丁腈、过氧化苯甲酰等为引发剂,用苯、甲苯、二甲苯等为有机溶剂,早期合成聚马来酸酐的工业化生产,多采用此法,此法的缺点是由于有机溶剂的使用和回收,能耗大且易燃易爆,工艺复杂,引发剂价格昂贵且用量较大,造成生产成本高。
3、水溶液聚合法,该法以水代替有机溶剂,优点是消除了苯类有机溶剂潜在的危险,安全卫生,工艺简化,但缺点是引发剂用量大,需要合适的催化剂,目前已经有一些工业化的生产。
NIST:PHM制造工艺流程技术和指标路线图1概述不同于以往基于使用计划的维护方式(例如不论是否有必要,都按照固定时间间隔来执行维护),PHM是根据具体需求在故障发生前对设备进行维护,从而对后续操作形成显著影响。
简言之,PHM可通过诊断分析确定当前系统状况,并通过预测方法预期未来趋势。
PHM制造工艺技术和指标涵盖:广泛的工艺、设备状态监测技术及系统;影响状态的因素;影响设备关键性的要素(例如机器停工期成本、更换成本);不同机器类型的相关状态监测参数(如温度、压力和振动);故障和失效关联的可能性。
PHM还通过数据采集、诊断、预测和使用监测集成的维护操作,支持系统和设备高度互联的智能制造。
工业激光切割工艺图片版权所有:DPC#65898405在智能制造环境中,PHM工艺技术应考虑整个系统,而不是单个部件。
这增加了PHM的复杂性,并且需要在标准、数据收集和分析技术、数据管理、系统培训和软件互操作性方面取得进步。
随着信息和通信技术越来越多地融入制造环境,对高级PHM(包括支持标准和数据管理)的需求将变得越来越重要。
2目标PHM制造工艺技术和指标的目标是加强状态监测、实质改善可靠性(减少计划外故障)、提高安全性、及操作人员的态势感知和设备综合效率(OEE)。
下图列出了已确定目标的要点内容。
PHM技术能够随着新的制造设备或工艺的引入,得到相应的发展。
PHM系统最终应通过改进设备性能来提高产品质量,即PHM可用于在整个生命周期中增强产品和工艺流程弹性。
了解哪些因素对KPI产生负面影响,对现有或未来系统的产品和流程改进内容至关重要。
PHM系统的演变也可以促成不同程度的自动化,使系统能够自我监测和治愈。
3期望的能力对于支持智能制造流程的PHM,许多功能起着至关重要的作用。
>> 强大的PHM系统日益复杂和互联的智能制造系统需要强大的PHM系统来支持。
理想情况下,这些PHM系统可重新配置、扩展,具有强大的预测和诊断功能,同时也可实时运行以及在线访问。