二异辛基二苯胺的合成与使用性能研究

论文摘要

油品在使用过程中,由于空气中氧、燃料燃烧副产物中的硫化物、氮化物、高温作用等催化作用,致使油品发生一系列化学变化,粘度增加及热效率下降。抗氧剂的使用是改善油品抗氧性与热氧化安定性的有效途径。因此,抗氧剂的研究与应用具有极高的经济价值与社会价值。二异辛基二苯胺是一种耐高温油溶性胺类链终止型抗氧剂,由于芳环中sp2杂化碳原子的吸电诱导效应,及氨基氮原子上的未共用电子对所在轨道与芳环上π轨道产生的共轭体系,易于产生活泼氢,从而抑制氢过氧化物的形成,达到良好的抗氧作用,在国外已广泛应用于合成润滑油及高分子材料领域。此外,它使用温度高、无灰、无磷毒性低、使用安全方便,同时与油品有良好的相容性,可应用于高档润滑油之中。国内报道采用活性白土和无水三氯化铝为催化剂、国外研究报道以杂多酸盐为催化剂合成烷基二苯胺,产物收率均不理想。本文通过对烷基化反应机理和催化剂的研究,确定了以异辛烯为烃化剂,无水三氯化铝、甲苯及1,2-二氯乙烷制备络合物为催化剂来合成芳仲胺类抗氧剂的工艺路线。制备的络合物催化剂具有活性高、合成条件缓和、对设备腐蚀作用小、产率高等优点。实验结果表明,制备催化剂适宜条件为:甲苯与1,2-二氯乙烷摩尔比为2.05,制备温度20～30℃,反应时间2.5h;合成产物的适宜条件为:异辛烯和二苯胺摩尔比4,催化剂加入量16%,反应温度80～85℃,反应时间6h;产物后处理适宜工艺条件为:采用水作为水解剂,水解温度50～60℃,水洗温度40～50℃,采用活性炭在极性溶剂中对产物脱色效果较明显。在适宜的合成工艺条件下,制得产物收率可达80%。分别采用红外光谱对产物结构进行表征、DSC—TGA联用对产物的热性能进行了测试,测得产物分解温度达242℃。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.2 油品氧化的因素
• 1.3 抗氧剂国内外进展
• 1.3.1 国外抗氧剂进展概况
• 1.3.2 国内抗氧剂进展概况
• 1.4 抗氧剂的分类
• 1.4.1 酚类抗氧剂
• 1.4.2 胺类抗氧剂
• 1.4.3 其它抗氧剂
• 1.5 抗氧化机理
• 1.5.1 自动氧化机理
• 1.5.2 抗氧剂的作用机理
• 1.6 烷基二苯胺
• 1.6.1 烷基二苯胺的种类与应用
• 1.6.2 烷基二苯胺的抗氧机理
• 1.6.3 烷基二苯胺的制备
• 1.7 研究意义
• 1.8 本课题研究的主要内容
• 第二章 实验部分
• 2.1 实验药品
• 2.2 实验仪器
• 2.3 实验装置图
• 2.4 合成路线
• 2.5 二异辛基二苯胺的合成
• 2.5.1 络合物催化剂的制备
• 2.5.2 烷基化反应
• 2.5.3 水解
• 2.5.4 水洗
• 2.5.5 产物脱色
• 2.5.6 减压蒸馏
• 2.6 产物测定与表征
• 2.6.1 产物的收率计算
• 2.6.2 粘度的测定方法
• 2.6.3 产物的红外光谱
• 2.6.4 产物的热分析
• 2.7 注意事项
• 第三章 结果与讨论
• 3.1 合成原料的选择
• 3.1.1 烷化剂的选择
• 3.1.2 催化剂的选择
• 3.2 络合物催化剂的制备对产物收率的影响
• 3.2.1 甲苯与1,2-二氯乙烷摩尔比对产物收率的影响
• 3.2.2 催化剂的制备温度对产物收率的影响
• 3.2.3 催化剂的制备时间的影响
• 3.3 烷基化反应对产物收率的影响
• 3.3.1 异辛烯与二苯胺摩尔比的影响
• 3.3.2 络合物催化剂用量的影响
• 3.3.3 烷基化反应温度的影响
• 3.3.4 烷基化反应时间的影响
• 3.4 产物的后处理
• 3.4.1 水解剂与水解温度的选择
• 3.4.2 水洗温度对产物收率的影响
• 3.4.3 脱色
• 3.5 产物的表征
• 3.5.1 产物的红外分析
• 3.5.2 产物的热分析
• 3.6 产物的物理性质
• 第四章 结论
• 参考文献
• 在学研究成果
• 致谢