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1、分類(lèi)號(hào):密級(jí):UDC:編號(hào):河北工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文甲苯二氨基甲酸酯催化分解合成甲苯二異氰酸酯反應(yīng)研究論文作者:崔雪霞學(xué)生類(lèi)別:全日制學(xué)科門(mén)類(lèi):工學(xué)學(xué)科專(zhuān)業(yè):化學(xué)工藝指導(dǎo)教師:王桂榮職稱(chēng):教授資助基金項(xiàng)目:國(guó)家自然科學(xué)基金No.21236001DissertationSubmittedtoHebeiUniversityofTechnologyforTheMasterDegreeofChemicalTechnologySTUDYONSYNTHESISOFTOLUENEDIISOCYANATEBYCATA
2、LYICDECOMPOSITIONOFTOLUENEDICARBAMATEbyCuiXuexiaSupervisor:Prof.WangGuirongMay2016SupportedbytheNationalNaturalScienceFoundationofChina.No.21236001摘要非光氣法合成甲苯二異氰酸酯(TDI)已經(jīng)成為國(guó)內(nèi)外研究熱點(diǎn)。尤其是其中的碳酸酯法,原料無(wú)毒、反應(yīng)條件溫和、是一條很有研究?jī)r(jià)值的工藝路線(xiàn)。該法合成TDI分兩步進(jìn)行,分別為甲苯二氨基甲酸酯的合成及其分解。因TDI
3、性質(zhì)活潑、高溫下容易自聚,使甲苯二氨基甲酸酯分解反應(yīng)成為碳酸酯法合成TDI的關(guān)鍵步驟,對(duì)該分解過(guò)程進(jìn)行研究具有重要的理論意義和實(shí)用價(jià)值。首先,采用不同方法制備了Fe2O3催化劑并考察了其催化活性,采用多種表征方法對(duì)不同催化劑進(jìn)行了表征分析。BET和SEM表征結(jié)果表明,催化劑的孔徑大小對(duì)其催化活性有一定影響,孔徑越大,其催化效果越好;XRD表征說(shuō)明Fe2O3-0中含有雜質(zhì)。結(jié)合XRD、FTIR和EDS表征以及ICP和溶解法測(cè)定結(jié)果,表明Fe2O3-0中含有30%~40%的SiO2。進(jìn)一步考察了SiO2的
4、催化性能以及Fe2O3和SiO2組成的雙組分催化劑的催化性能,表明晶體SiO2對(duì)甲苯二氨基甲酸甲酯(TDC)分解反應(yīng)有一定的催化活性,F(xiàn)e2O3和SiO2雙組分催化效果比單純Fe2O3或SiO2的催化活性均好。其次,利用在線(xiàn)紅外技術(shù)對(duì)TDC分解制備TDI反應(yīng)進(jìn)行跟蹤監(jiān)測(cè),鄰苯二甲酸二辛酯(DOP)是該過(guò)程的適宜溶劑,溶劑的最佳處理方式是在達(dá)到反應(yīng)溫度時(shí)將其作為背景扣除。基于朗伯比爾定律及反應(yīng)組分之間的定量關(guān)系,由在線(xiàn)紅外檢測(cè)吸光度求出了反應(yīng)過(guò)程中各組分濃度隨時(shí)間的變化。建立了TDC分解反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)模型
5、,確定了模型參數(shù),實(shí)驗(yàn)值與預(yù)測(cè)值吻合良好。得到的動(dòng)力學(xué)方程如下所示:32?39.19×10?r=4.38×10exp???cTDCTDC?RT?332?39.19×10?13?138.13×10?1.39r=4.38×10exp???c?1.98×10exp???cTMITDCTMI?RT??RT?313?138.13×10?1.39r=1.98×10exp???cTDITMI?RT?最后,對(duì)不同甲苯二氨基甲酸酯的熱分解和催化分解反應(yīng)進(jìn)行研究。熱重分析表明,不同甲苯二氨基甲酸酯熱分解溫度由低到高次序?yàn)?/p>
6、TDC(Ph)7、Fe2O3在線(xiàn)紅外技術(shù)動(dòng)力學(xué)反應(yīng)機(jī)理IIABSTRACTThesynthesisoftoluenediisocyanate(TDI)bynon-phosgeneroutehasbecameaword-wideresearchtopic.Especiallycarbonatemethodwithadvantagesofnon-toxicmaterialsandmildreactionconditionsisavaluemethod.Themethodincludestwostepsofsynthesis
8、anddecompositionoftoluenedicarbamate(TDC).Becauseofself-polymerizationofTDIeasilyatahightemperaturethedecompositionstephasbeenacriticalstep.Hencetheexperimentalstudyonthedecompositionreactionoftoluenedicarbamatehasagreattheoretic