分子内复合型多功能低毒抗氧剂的合成

论文摘要

复合型抗氧剂产品具有开发周期短,综合性能佳,能够充分发挥协同作用,方便用户使用的特点,己成为抗氧剂发展的主要趋势之一。随着对复合抗氧剂作用机理的深入研究,已经开发出分子内复合型抗氧剂,即把具有抗热氧和抗光氧功能的官能团结合到一个分子上,这类抗氧剂通常具有协同作用,大大提高了抗氧剂的耐热性、耐光性和耐抽提性。本研究合成的季戊四醇双亚磷酸二（3,5-二叔丁基-4-羟基苯基）甲酯是一种新型的分子内复合型抗氧剂,它的出现为抗氧剂的分子内复合技术提供了依据,是分子内复合型抗氧剂的又一例证。本研究主要分三部分内容。第一部分,采用酚醛加成和两步酯交换反应合成抗氧剂季戊四醇双亚磷酸二（3,5-二叔丁基-4-羟基苯基）甲酯,考察第一、二、三步反应中催化剂种类及用量、反应温度、反应时间及物料配比等因素对反应的影响。第二部分,通过熔点测定、红外光谱分析和磷含量测定对产品结构进行表征。第三部分,通过热失重分析、水解稳定性试验、氧化诱导期和熔体流动速率对终产品进行性能测试。通过实验确定出第一步反应的工艺条件:催化剂为叔丁醇钾,用量是2,6-二叔丁基苯酚物质的量的3%;反应溶剂为叔丁醇,用量40mL;反应时间4h;反应温度20℃;重结晶溶剂为正己烷;物料配比n(C14H22O):n（HCHO）为1:2.5。第二步反应的工艺条件:催化剂为二辛基氧化锡,用量是中间体季戊四醇双亚磷酸酯质量分数的0.8%;反应时间2h;反应温度140℃;物料配比n[C（CH2OH）4]:n[（C2H5O）3P]为1:2.05。第三步反应的工艺条件:催化剂为二辛基氧化锡,用量是终产物质量的1.0%;反应时间2h;反应温度90℃;季戊四醇双亚磷酸酯与4-羟基-2,6-二叔丁基苯酚的摩尔比为1:2.2。结构表征表明实验所得产品与目的产物基本一致。热失重分析、水解稳定性试验和抗氧性能测试表明终产物的稳定性和抗氧性能较好。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 创新点摘要
• 前言
• 第一章 概述
• 1.1 老化现象及抗氧剂
• 1.2 聚合物的热氧降解机理
• 1.3 抗氧剂的作用机理
• 1.3.1 自由基链终止机理
• 1.3.2 过氧化物分解机理
• 1.3.3 降低金属离子的活性
• 1.4 抗氧剂的分类
• 1.5 国内外抗氧剂的现状及发展趋势
• 1.5.1 国外抗氧剂的现状
• 1.5.2 国内抗氧剂的现状
• 1.5.3 抗氧剂的发展趋势
• 1.6 抗氧剂的研究进展
• 1.6.1 抗氧剂结构与抗氧性能关系
• 1.6.2 协同效应研究
• 1.7 国内抗氧剂行业的发展方向
• 第二章 实验原理与方法
• 2.1 实验仪器及药品
• 2.2 实验原理
• 2.2.1 酯交换反应的条件与机理
• 2.2.2 合成4-羟甲基-2,6-二叔丁基苯酚
• 2.2.3 合成中间体季戊四醇双亚磷酸酯
• 2.2.4 合成终产物
• 2.3 实验方法
• 2.3.1 4-羟基-2,6-二叔丁基苯酚的制备
• 2.3.2 中间体的制备
• 2.3.3 终产物的制备
• 2.4 产品的结构表征
• 2.4.1 熔点测定
• 2.4.2 元素分析
• 2.4.3 磷含量的测定
• 2.4.4 红外光谱
• 第三章 实验结果讨论与结构表征
• 3.1 结果与讨论
• 3.1.1 4-羟基-2,6-二叔丁基苯酚的合成
• 3.1.2 中间体季戊四醇双亚磷酸酯的合成
• 3.1.3 终产物的合成
• 3.2 结构表征
• 3.2.1 熔点测定
• 3.2.2 元素分析
• 3.2.3 终产物磷含量的测定
• 3.2.4 红外光谱分析
• 第四章 性能测试与评价
• 4.1 热失重分析
• 4.2 水解稳定性试验
• 4.3 抗氧性能测试
• 4.3.1 主要原料与仪器
• 4.3.2 性能测试方法
• 4.3.3 性能测试结果分析
• 结论
• 参考文献
• 发表文章目录
• 致谢
• 详细摘要