超/亚临界甲醇及甲醇-水共溶剂体系中聚碳酸酯解聚产物稳定性研究

摘要

在超/亚临界甲醇及甲醇-水共溶剂体系中，利用间歇式高压反应器开展了聚碳酸酯（PC）解聚产物碳酸二甲酯（DMC）和双酚A（BPA）的稳定性研究，并对稳定性分解产物进行了定性定量分析，考察了不同体系中反应条件对DMC、BPA稳定性的影响。研究结果能为PC的超临界解聚提供基础研究数据和依据。 在CDMC=0.119g/mL、不同压力、不同温度条件下，开展了DMC在超/亚临界甲醇中的稳定性研究。结果表明DMC随温度的增加呈现不稳定性，当温度升高至320℃时，反应10min，DMC回收率仅为80.4％，而反应压力对DMC稳定性影响不大。根据产物分析结果对其热分解机理进行了分析，动力学分析表明DMC的热分解反应是一级反应，反应活化能为39.7kJ·mol-1。 在CBPA=0.111g/mL、不同压力、不同温度条件下，研究了BPA在超/亚临界甲醇中的稳定性。结果表明BPA随温度的增加呈现出不稳定性，反应压力对BPA的稳定性影响不大。当温度升高至260℃时，反应10min，BPA回收率仅为76.5％。产物分析表明，BPA在超/亚临界甲醇中分解的产物主要有苯酚、均四甲苯等，据此进行了机理分析。动力学分析结果表明该反应为一级反应，其活化能为32.2kJ·mol-1。 在CDMC=0.119g/mL、不同压力、不同温度条件下，进行了共溶剂体系中DMC的稳定性研究。结果表明，在共溶剂体系中温度对DMC稳定性的影响非常明显，当温度升高至320℃时，反应10min，DMC回收率仅为8.6％，相比之下反应压力对DMC稳定性影响不大。产物分析结果表明，在共溶剂体系中DMC分解最终产物为CO2和甲醇，据此探讨了分解反应机理。 在CBPA=0.111g/mL、不同压力、温度条件下，研究了BPA在共溶剂体系中的稳定性。结果表明，在共溶剂体系中BPA随温度的增加呈现出不稳定性，反应压力对BPA的稳定性影响不大。当温度升高至260℃时，反应10min，BPA回收率仅为69.1％。产物分析表明，BPA在共溶剂体系中分解的产物主要有苯酚、均四甲苯等，其反应机理可参照其在甲醇体系中的分解机理。 机理分析表明，在甲醇体系中DMC主要发生热分解反应产生CO2、甲醚，生成的甲醚部分因水解反应生成的甲醇。在甲醇-水共溶剂体系中DMC分解反应最终产物为CO2和甲醇。由于生成的CO2溶于水中形成H+，使得甲醚中间产物发生水解转化为甲醇，同时H+引发了DMC的催化水解反应，使其稳定性有较大程度的下降。而BPA的稳定性在不同体系中随温度呈现出不同的特征：即低温状态下，BPA在共溶剂体系中稳定性更加稳定，而在温度接近甲醇的临界温度后，BPA在甲醇体系中稳定性更佳。

目录

文摘

英文文摘

论文说明：符号说明

声明

第一章前言

1.1选题背景及意义

1.2研究内容

参考文献

第二章文献综述

2.1超临界流体技术

2.1.1超临界流体简介

2.1.2常用超临界流体性质

2.1.3共溶剂简介

2.2聚碳酸酯生产、应用及回收技术

2.2.1聚碳酸酯生产技术及应用

2.2.2聚碳酸酯回收技术

2.3碳酸二甲酯和双酚A概述

2.3.1碳酸二甲酯概述

2.3.2双酚A概述

2.4高聚物单体稳定性研究

2.5小结

参考文献

第三章实验部分

3.1实验主要材料及装置

3.1.1实验材料

3.1.2实验装置

3.2实验影响因素及条件控制

3.2.1实验影响因素

3.2.2实验条件控制

3.3实验工作

3.3.1实验装置的气密性、安全性检查

3.3.2实验方案

3.4分析方法

3.4.1碳酸二甲酯稳定性产物分析

3.4.2双酚A稳定性产物分析

3.5稳定性实验结果表征

参考文献

第四章碳酸二甲酯、双酚A在超/亚临界甲醇中稳定性研究

4.1碳酸二甲酯、双酚A稳定性影响条件的确定

4.2实验内容

4.3超/亚临界甲醇中碳酸二甲酯稳定性实验结果与讨论

4.3.1产物分析

4.3.2标准曲线的绘制

4.3.3反应条件对碳酸二甲酯稳定性的影响

4.4超/亚临界甲醇中双酚A稳定性实验结果与讨论

4.4.1产物分析

4.4.2标准曲线绘制

4.4.3反应条件对双酚A稳定性的影响

4.5反应机理推断

4.5.1超/亚临界甲醇体系中碳酸二甲酯分解机理

4.5.2超/亚临界甲醇体系中双酚A分解机理

4.6动力学分析

4.6.1碳酸二甲酯在超/亚临界甲醇体系中的动力学分析

4.6.2双酚A在超/亚临界甲醇体系中的动力学分析

4.7小结

4.7.1超/亚临界甲醇体系中碳酸二甲酯稳定性研究小结

4.7.2超/亚临界甲醇体系中双酚A稳定性研究小结

参考文献

第五章碳酸二甲酯、双酚A在超/亚临界甲醇-水共溶剂体系中的稳定性研究

5.1碳酸二甲酯、双酚A稳定性影响条件的确定

5.2实验内容

5.3共溶剂体系中碳酸二甲酯稳定性实验结果与讨论

5.3.1产物分析

5.3.2标准曲线的绘制

5.3.3共溶剂体系中反应条件对碳酸二甲酯稳定性的影响

5.4共溶剂体系中双酚A稳定性实验结果与讨论

5.4.1产物分析

5.4.2标准曲线的绘制

5.4.3共溶剂体系中反应条件对双酚A稳定性的影响

5.5反应机理推断

5.5.1共溶剂体系中碳酸二甲酯分解机理

5.5.2共溶剂体系中双酚A分解机理

5.6不同体系中聚碳酸酯解聚产物稳定性比较

5.6.1不同体系中碳酸二甲酯稳定性比较

5.6.2不同体系中双酚A稳定性比较

5.7小结

5.7.1超/亚临界甲醇-水共溶剂体系中碳酸二甲酯稳定性研究小结

5.7.2超/亚临界甲醇-水共溶剂体系中双酚A稳定性研究小结

参考文献

第六章结论与展望

6.1结论

6.1.1碳酸二甲酯在甲醇体系中稳定性研究结果

6.1.2双酚A在甲醇体系中稳定性研究结果

6.1.3碳酸二甲酯在甲醇-水共溶剂体系中稳定性研究结果

6.1.4双酚A在甲醇-水共溶剂体系中稳定性研究结果

6.2展望

参考文献

致谢

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