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首页新型磺酸双核离子液体催化的聚丁二酸丁二醇酯高效合成
本研究论文发表于《南京工业大学学报(自然科学版)》2012年第34卷第2期,由徐明、梁金花等人合作完成。文章标题为"磺酸型双核离子液体催化合成聚丁二酸丁二醇酯",重点关注新型功能性双核磺酸咪唑离子液体在丁二酸与丁二醇缩聚反应中的催化性能。 研究首先通过四步法成功制备了这种特殊的双核磺酸类离子液体催化剂,这种催化剂的设计目的是为了优化聚丁二酸丁二醇酯(PBS)的合成过程。催化剂的选择和优化对于聚酯合成至关重要,因为它能显著影响聚合物的最终性质,如分子量、反应速率和产物纯度。 实验中,作者利用红外光谱仪(FT-IR)和核磁共振仪(1HNMR)对双核离子液体催化剂以及合成得到的PBS进行了细致的表征,这是化学研究中常用的技术,用于确认分子结构和确认反应是否按照预期进行。他们系统地探究了催化剂用量、反应时间和反应温度对PBS黏均相对分子质量的影响。这一参数直接影响到聚合物的物理性能,例如机械强度和加工性。 研究结果显示,在催化剂用量为m(催化剂):m(丁二酸)=1:40的比例下,将反应温度设置为230℃,并保持反应5小时,能够实现PBS的黏均相对分子质量的最大值,即8.1×104。这个高分子量的PBS具有良好的热稳定性和机械性能,熔点在113-119℃,符合工业应用的需求。这表明该磺酸型双核离子液体催化剂是一种高效且具有潜在商业价值的催化剂选择。 这篇论文不仅介绍了新型双核磺酸离子液体催化剂的合成方法,还提供了关于其在特定反应条件下优化聚丁二酸丁二醇酯合成的详细信息,对于理解离子液体在绿色化学和可持续聚合技术中的作用具有重要意义。这项研究对于推动高效、环保的聚合工艺的发展具有理论和实践价值。
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第
34
卷第
2
期
南京工业大学学报(自然科学版)
2012
年
3
月
JOURNAL
OF
NANJING
UNIVERSITY
OF
TECHNOLOGY
(Natural
Science
Edition)
doi:
10.
3969/j. issn.
1671
-7627.201
2.
02.
011
Vo
l.
34
No.2
M
缸.
2012
磺酸型双核离子液体催化合成聚丁二酸丁二醇醋
徐明梁金花
2
任晓乾姜山町,韦
萍
2
欧阳平凯
2
(1.南京工业大学化学化工学院,江苏南京
210009;
2.
南京工业大学生物与制药工程学院,江苏南京
210009)
摘
要:采用四步法合成一种新型功能化双核磺酸类味哇离子液体,并考察其在催化丁二酸与丁二醇缩聚合成聚
丁二酸丁二醇酶
(PBS)
的性能。用红外光谱仪
(FT-IR)
和核磁共振仪
CH
NMR)
对双核离子液体催化剂及
PBS
进
行表征,考察催化剂用量、反应时间、反应温度对
PBS
黎均相对分子质量的影响。结果表明:当
m(
催化剂):
m(
丁
二酸
)=1:40
,反应温度
.230
"C
,反应
5
h
,
PBS
的黎均相对分子质量达到最高位
8.1
X
10
4
,熔点为
113-119
"C。
关键词:双核离子液体;聚丁二酸丁二醇醋;催化剂
中图分类号:
TQ517
.4
文献标志码
:A
文章编号:
1671
一
7627(2012)02
一
0048
-05
Synthesis
of
poly butylene succinate using sulfonic acid
bication ionic liquid as catalyst
XU
Yue
1
,
LIANG
Jinhui
,
REN
Xiaoqian
1
,
JIANG
Min
2
,WEI
Ping
2
,
OUYANG
Pingkai
2
(1.
College
of
Chemistry
and
Chemical
Engineering
,
Nanjing
University
of
Technology
,
Nanjing
210009
, China;
2.
College
of
Biotechnology
and
Pharmaceutical
Engineeri
吨,
Nanjing
University
of
Technology
,
Nanjing
210009
, China)
Abstract:
A novel functional bication sulfonic imidazole ionic
liquid
was synthesized by a four-step meth-
od.
Th
e catalytic performances were investigated for the condensation of poly butylene succinate ( PBS) by
succinic
and
butanediol.
Th
e ionic liquid catalyst and
PBS
were characterized by Fourier transform infrared
spectroscopy
(Ff
-
IR)
and
hydrogen nuclear magnetic resonance ( 1 H
NMR).
咀
le
effects of the reaction
conditions
,such as the amount of catalyst, reaction time
and
reaction temperature , were studied. Results
showed
tl
础,
when
m ( catalyst) : m ( succinic) was 1: 40 ,reation
temper.
创
ure
was 230
"C
and
time was 5 h ,
the viscosity average molecular weight of
PBS
reached
8.
1 X 10
4
,with the melting point at
113
-119
"C.
Key
words:
bication ionic
liquid;
poly butylene
succinate;
catalyst
可降解高分子材料是当前应用极为广泛的一类
生物材料,被认为是最有前途的高分子材料
[1]
。其
中,聚丁二酸丁二醇醋(
PBS)
及其共聚物具有熔点
高、热塑性好、力学性能优异等特点
[2]
主要应用于
包装、餐具、生物医用高分子材料等领域。合成
PBS
收稿日期
:2011
-04
-18
的主要方法为使用丁二酸与丁二醇进行醋化后再缩
合,聚合催化剂主要有
Sn
及氧化物、金属有机酸盐、
金属配位化合物等问。目前,铁酸正四丁醋催化剂
使用最为广泛,但由于铁催化剂易导致
PBS
颜色发
黄
[4]
故开发新型催化剂成为
PBS
合成的一个热点
基金项目:国家高技术研究发展计划(
863
计划)重大资助项目
(2007
AA06
A4
02)
;国家重点基础研究发展计划(
973
计划)资助项目
(2009CB724701)
;材料化学工程国家重点实验室开放基金资助项目
作者简介:徐
羽(1
987
一)
,女,江苏扬州人,硕士,主要研究方向为有机合成和高分子材料;任晓乾(联系人),副教授,
E-mail:
xqren@
町
u
t.
edu.
cn.
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