抗氧化剂答辩

1、抗氧剂1890的合成,一.选题背景,聚合物在阳光、热、氧等大气环境中会发生自催化降解反应(老化)。由于聚合物类别、种类、分子链结构各异，它们的降解状态也是各不相同的。 人们为了设法抑制、阻止上述氧化现象的发生，寻找出了一种有效、便捷、无须改变现有生产工艺的方法，即加入抗氧剂。,抗氧剂1890，化学名为3,5-二叔丁基-4-羟基苯基丙酸-1-膦-2,6,7-三氧双环-2,2,2辛基-4-甲酯是一种抗氧化性和热稳定性优良的抗氧剂。该产品分子内含有季戊四醇、受阻酚和亚磷酸酯，能把自由基捕获剂和氢过氧化物分解剂复合在一个分子内，具有更好的稳定性和抗氧化性，主要作为聚烯烃的抗氧剂和热稳定剂。,它能赋予聚

2、乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯非常良好的加工稳定性，与抗氧剂1010和1076并用，可提高制品的使用稳定性和抗氧化协同效应，另外也可用于聚酰胺、聚氨酯、抗冲聚乙烯、ABS树脂及聚甲醛、丁苯橡胶等中效果良好，很有发展前途。,本文以3,5-甲酯、亚磷酸三乙酯和季戊四醇为原料，二丁基氧化锡(简称有机锡)为催化剂合成了1890，本工艺反应时间短，温度低，无三废产生，后处理简单，而且收率较高(95%以上)。,二.选题意义,随着我国塑料工业的迅速发展，中国成为世界许多助剂大公司的主要目标市场，对我国抗氧剂市场形成较大的冲击，但同时我国塑料工业的蓬勃发展给抗氧剂行业发展带来巨大空间，因此我国抗氧剂工业机遇与挑战并存

3、。,复合型抗氧剂抗氧化活性高，挥发性低，特别适用于高温加工，是优良的塑料抗氧剂和水解稳定剂。近年来酚酯类低污染复合型抗氧剂的开发非常活跃，最典型的例子就是BHT和二月桂硫代二丙酸酯(DLTP)作为抗氧剂的联合使用，不仅降低了成本，同时也延长了高分子材料的抗氧寿命。,三.合成抗氧剂1890反应原理,四.合成方法,亚磷酸季戊四醇酯的合成 在装有搅拌器、温度计、冷凝管的三口瓶中，加入13.6g(0.1mol)季戊四醇，16.6g(0.1mol)亚磷酸三乙酯和0.6g有机锡催化剂，于110C进行搅拌反应1h，反应同时蒸出乙醇。反应结束后，即为亚磷酸季戊四醇酯，用于下一步反应。,3,5-二叔丁基-4-羟

4、基苯基丙酸-1-膦-2,6,7-三氧双环-2,2,2辛基-4-甲酯的合成 上述产物不需分离和提纯，向其中加入75mL二甲苯、32.12g(0.11mol)3,5-甲酯，于140继续反应4h，减压蒸出二甲苯，在室温下冷却，得到固体产品。用甲醇重结晶，得到白色粉末状的固体40.4g，收率95.3%。用XT4A显微熔点测定仪测其熔点为149153，与文献报道中一致。,五.产品磷含量分析,准确称取0.3克左右的产品，加200mL混酸(V(HCIO4)：V(H2SO4)：V(HNO3)3：1：1)，加热至沸腾，加热过程中不断摇动，以防爆沸。加热40min后，慢慢冷却，用水浴加热使温度控制在4045，加入

5、钼酸铵约36g溶液，搅拌，有黄色沉淀产生，静置，冷却至室温，再抽滤得到沉淀，干燥、称量沉淀。磷的质量分数w(%)31m(沉淀)/1877m(样)100%。其中，m(沉淀)为沉淀的质量，m(样)为被测样品的质量。,六.实验结果与讨论,1.催化剂的选择 NaOH、KOH、K2CO3在反应体系中分散不好，催化性能低，而NaOCH3和有机锡溶解性较好，催化性能较高，由右图结果知，有机锡是该酯交换反应优良的催化剂。,2.催化剂用量的影响 由右图可以看出，催化剂用量增大，产品收率也增大，但当催化剂用量增大至0.6g时，再增大其用量，收率变化不大，因此，催化剂用量为0.6g比较适宜。,3.反应温度对收率的影

6、响 第一步，升高温度(不能超过亚磷酸三乙酯的沸点156)，反应速率加快，收率也增大，当温度升高到一定值后，产品收率增大不明显。该反应的最佳温度110120，结果见右图。,第二步反应进行比较慢，用二甲苯溶剂带出生成的甲醇，能提高反应速率。该步温度控制在二甲苯的沸点(140)，使二甲苯以正常蒸出。,4.反应时间的影响 (1).合成亚磷酸季戊四醇酯时间的确定 此步反应完全程度对目的产物的产量和品质影响很大。反应不完全，即会有大量的副反应发生(副产物较多，在此不再列出)，产品的产量和品质大幅度降低。判断反应完全程度是根据反应中蒸出乙醇的量来确定，当蒸出乙醇的量与理论计算量基本一致时，即认为反应完全。通

7、过实验发现，反应约1h时，蒸出的乙醇量与理论量相当，因此，此步反应所需时间约1h。,(2).合成抗氧剂1890时 间的确定 反应时间越长，反应进行的程度越大，收率也越大，当反应一定时间后，再延长反应时间，收率变化不大，此步反应的时间为4h，结果见右图。,5.物料配比的影响 在该反应中,3,5-甲酯稍过量,有利反应进行,能提高产品收率,结果见下表。 物料配比/摩尔比 产品收率/% 1：1：1.00 82.3 1：1：1.05 94.2 1：1：1.10 95.4 1：1：1.15 95.5,6.产品分析 (1).元素分析 抗氧剂1890的元素分析结果 实验值% 理论值% C 61.42 62.2

8、5 H 7.94 7.84 P 7.24 7.30,(2).红外光谱分析 抗氧剂1890的红外光谱分析 基 团 谱 带/ cm-1 羟基 HO-Ar 3600, 3462 -CH3, -CH2- 2964, 1384, 2888 酯羰基 C=O 1735 季碳伸缩振动 1215, 1190 P-O-C振动 1050 苯环1,2,3,5四取 代面内弯曲振动 825,七.结论与展望,1.结论 实验结果表明：以0.1mol季戊四醇为准，第一步和第二步反应温度分别为110120和140，催化剂用量为0.6g，反应时间为5h，n(季戊四醇)n(亚磷酸三乙酯)n(3,5-甲酯)=111.10。在该条件下，产率为95%以上，而且反应时间短，温度低，后处理简单，无三废产生。,2.展望 该抗氧剂在国内外的报导很少，从现有的一些报道可知其在应用上性能优良，相容性好，挥发性低，耐水抽出，是一很有发展潜力的新产品，该产品目前在国内尚无生产。我们现在对其合成方法所进行的探索取得了可喜的效果，由于时间有限，不能