合成防老剂4010NA和4020及固化剂间苯二甲胺的催化反应研究

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4010NA(IPPD)和4020(6PPD)是目前国内外使用的主要橡胶防老剂品种,抗老化性能突出。国内厂家多采用铜系催化剂在固定床反应器中合成,存在选择性不高、产品质量差等问题。本论文以担载金属镍为催化剂,在固定床反应器中通过RT培司(PPD)分别与丙酮(ACE)和4-甲基-2-戊酮(MIBK)进行反应,合成防老剂IPPD和6PPD,考察了温度、压力、空速以及氢气流量等因素对加氢反应的影响,获得了如下重要结果:  (1)常温下,PPD与ACE混合发生缩合反应,生成亚胺N-亚丙基-N-苯基对苯二胺,20%PPD-80%ACE溶液经过30h达到平衡,亚胺产率约47%。  (2)温度和压力对加氢合成IPPD的影响较大。Ni/MgAlO催化剂比Ni/Al2O3催化剂对IPPD的选择性更好。在Ni/MgAlO催化剂上,合成IPPD的优化反应条件为:T=120℃,P=4.0MPa,nH2∶nPPD=15∶1,WHSVPPD=0.5h-1,PPD转化率可达99.2%,IPPD选择性达90.7%。  (3)常温下,PPD与MIBK混合也会发生缩合反应,生成亚胺N-(1,3-二甲基)亚丁基-N-苯基对苯二胺,20%PPD-80%MIBK溶液平衡需要的时间较长(140h),平衡后亚胺产率约为45%。  (4)温度和空速对加氢合成6PPD的影响较大。在Ni/MgAlO催化剂上,合成6PPD的优化反应条件为:T=150℃,P=3.0MPa,nH2∶nPPD=15∶1,WHSVPPD=0.5h-1,PPD转化率可达57.8%,6PPD选择性达83.5%。  间苯二甲胺(MXDA)是一种性能优异的环氧树脂固化剂。本文以Ni/MgA1O为催化剂,通过间苯二甲腈(IPN)固定床催化加氢反应制备MXDA.考察了不同反应条件对加氢反应的影响。结果表明,向反应液中加入哌啶有利于提高MXDA的选择性。以10%IPN-20%哌啶-70%DMF溶液为反应液时,在T=100℃,P=4.0MPa,nH2∶nIPN=15∶1,WHSVIPN=0.5h-1的条件下,IPN转化率和MXDA选择性均可达到100%。
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