异辛醇磷酸酯的合成及助滤性能研究

异辛醇磷酸酯的合成及助滤性能研究

0酯化反应条件的确定目前，原料酸钠通过结晶、过滤、干燥、炉火等过程得到制备，其中过滤结果表明，过滤后的滤饼含水量直接影响后续干燥过程的能耗。其次，在过滤过程中添加了少量的辅助滤剂，这样过滤的含水量可以显著降低。异构醇磷酸酯是重要的阴离子表面活性剂，具有耐耐碱、耐硬、分散性强、渗透性好等特点。广泛应用于纺织工业。作为一种渗透剂，它可以在制造和陶瓷渗花中看到相关报道，但作为一种重要的碱性助滤剂，没有关于使用轻碱助滤剂的报道。一般来说，异醇磷酸酯的合成方法很多。在这项工作中，我们选择了含有易于加工的五氧化二磷作为磷酸缓冲液，并在实验中确定了作为重碱助滤剂的最佳反应条件。1实验1.1实验仪器与仪器实验所用的主要试剂包括,五氧化二磷、异辛醇、氢氧化钾、碳酸氢钠均为分析纯.实验所用的仪器包括,三口烧瓶、回流冷凝管、电动搅拌器、温度计、真空泵、恒温水浴锅与电子分析天平.1.2实验原理和方法1.2.1防止异辛醇结块酯化合成工艺线路为:在装有搅拌器和温度计的三颈烧瓶中加入一定量的异辛醇,分数次加入适量五氧化二磷,以防止其结块;安装回流冷凝管,然后将水浴锅温度升高到70℃左右,反应2~5h,取样并测定产物中单双酯和游离磷酸含量.1.2.2磷酸酯标准溶液的配制选取5组产品研究摩尔比对产品的影响,准确称取磷酸酯约0.5g,精确至0.0001g各一份,溶于25.00mL无水乙醇中,用水稀释至500.00mL.(1)滤饼含水率的测定g,精确至0.0001g,于100mL烧杯中,共5份,取上述5组溶液10.00mL,定容到50.00mL,倒入烧杯中,搅拌均匀后放置1h,减压抽滤相同时间,取部分湿滤饼称重,40℃下烘干到恒重,称量干滤饼重量,计算滤饼含水率.(2)滤饼含水率的测定mL、10mL、20mL、30mL、40mL、50mL定容在5个50mL容量瓶中,准确称取无水碳酸氢钠约40g,精确至0.0001g,于100mL烧杯中,共5份,将溶液分别倒入5个烧杯中,搅拌均匀后放置1h,减压抽滤相同时间,取部分湿滤饼称重,40℃下烘干到恒重,称量干滤饼重量,计算滤饼含水率.2结果与讨论2.1磷酸酯的合成2.1.1摩尔比对单酯含量的影响在反应温度为70℃,反应时间为3h的条件下,改变原料异辛醇与五氧化二磷的摩尔配比,实验结果如图1所示.从图1可以看出,改变摩尔比对单酯含量影响不是很大,单酯先是随摩尔比的增大缓慢增大后又缓慢减少,但在摩尔比为2.0∶1的时候出现最大值;随着摩尔比的增大双酯含量逐渐增大,这是过量的异辛醇会与单酯继续酯化的结果,但单酯化速率稍小于双酯化速率,使得单酯含量在慢慢减少,最后单酯含量趋于平衡.2.1.2反应时间对双酯含量的影响在反应温度是70℃,异辛醇与五氧化二磷的摩尔比为3.0∶1,各组分摩尔分率随反应时间的变化如图2所示.从图2可以看出,随着反应时间的进行,双酯含量逐渐降低,单酯含量逐渐升高.单酯含量逐渐上升,一方面是因为因为随着反应时间增长,单酯化反应进行得更彻底;另一方面是因为双酯发生部分水解.3h时后,单双酯含量达到稳定.另外,随着反应时间增加,产品黏度逐渐增大,颜色逐渐由棕色液体变为深棕色液体.2.1.3反应温度对双酯含量的影响在反应时间为3h,异辛醇与五氧化二磷的摩尔比为3.0∶1,不同反应温度对各组分摩尔分率的影响如图3所示.从图3可以看出,随着反应温度的增加,单酯含量逐渐升高,双酯含量逐渐降低.当反应温度达70℃左右时,单酯含量达最大,并逐渐趋于稳定.但反应温度越高产物颜色越深,双酯含量随温度升高而降低,原因可能是温度越高,双酯变得不稳定,易发生水解反应的结果.2.2过滤性能测试2.2.1滤饼含水率的确定以研究摩尔比的5组样品按照1.2.2项中的步骤(1)所述处理,抽滤时间为1min,滤饼含水率与单双酯摩尔含量的关系如图4所示.从图4可知,单酯含量高而双酯含量低有利于重碱的助滤.这可能是因为单酯比双酯亲水性强,从而使得水分更易与滤饼颗粒分离,更利于过滤.2.2.2抽滤时间和添加量对滤饼含水率的影响按照1.2.2项中步骤(2)所示进行,测得抽滤时间分别为2min和30s的滤饼的含水率与单酯加入量的关系如图5所示.从图5可以看出,抽滤时间为2min和30s时,滤饼含水率随溶液加入量变化的变化趋势几乎一致,2条曲线几乎可以看作是一条曲线在纵坐标上的平移.明显地,加入量为20mL时,滤饼含水率最小,加入量大于20mL时,滤饼含水率趋于稳定,但加入量过大会影响滤饼的纯度.从本实验结果来分析,最佳的磷酸酯中单酯与碳酸氢钠的质量比为6.9×10-5∶1.3异辛醇磷酸单酯助滤剂最佳条件的确定从实验结果可以看出,反应时间、反应温度与物料配比,对异辛醇磷酸酯的产率及单双酯含量都有一定的影响.异辛醇磷酸单酯助滤效