文档介绍：上海交通大学
硕士学位论文
甲级丙烯酸1H,1H,5H-八氟戊醇酯合成研究
姓名:宋适
申请学位级别:硕士
专业:@
指导教师:张永明
20050101
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甲基丙烯酸 1H,1H,5H-八氟戊醇酯合成研究
摘要
本论文主要以甲基丙烯酸和-八氟戊醇酯化反应体系为
研究对象通过考察液体酸的催化规律设计了一系列二氧化硅纳米
复合全氟磺酸树脂固体酸催化剂研究了其结构与性能的相互关系
为这类特种丙烯酸酯单体的工业生产催化剂选择与设计作了技术研
究支持本论文主要得到以下结论
对液体酸磷钨酸硫酸对甲苯磺酸和三氟乙酸催化反应体
系的研究表明液体酸的催化活性规律如下磷钨酸硫酸
对甲苯磺酸三氟乙酸即催化活性随催化剂酸性的增强而增强为寻
找高效催化剂提供了可靠依据
首次合成了一类氧化硅纳米复合全氟磺酸树脂固体酸催化剂
这种催化剂具有高比表面积多孔的结构特性增加了
全氟磺酸树脂离子基团的可接触性具有很好的催化活性
通过改变介质条件和树脂的负载量设计了不同结构的催
化剂研究表明随着介质值的升高催化剂的比表面积呈减小
的趋势孔径呈增大趋势孔容呈先增大后减小的趋势通过控制
条件可以得到一定比表面积一定孔径
的催化剂
对负载量的研究表明随着负载量的增加催化剂的比表面积
孔径和孔容均呈下降趋势但在负载量为时其比表面积为
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仍维持在较高的水平
采用分析方法研究催化剂的结构结果表明
树脂均匀分散在多孔性的空间网络之中随着负载量的增
加树脂逐渐形成凝胶相在催化剂中的分布方式由包裹在纳
米表面变为树脂纳米颗粒嵌套在多孔性二氧化硅的孔道中
通过考察催化剂用于甲基丙烯酸与八氟戊醇酯化体系发现催化
剂制备工艺结构与性能相互影响当负载量一定时降低介质的
值表面积增大活性基团的可接触性增强催化活性随之增强当
介质值一定时增加负载量可增强活性基团的可接触性进而增强
催化活性但同时增加负载量也会使比表面积减小减弱活性基团的
可接触性进而减弱催化活性本文通过研究发现当负载量
时催化活性随负载量的增加而增加当负载量时催化活性
随负载量的增加而减小通过对不同和不同负载量条件下催化剂的
性能研究表明当介质的浓度为负载量为
时得到催化剂的活性最强
选用三种催化剂与的催化性能进行
比较研究发现的催化活性明显高于凝胶状的全氟磺酸
树脂和大孔磺酸树脂但低于液体酸在重复性试验中
发现经过次重复利用催化活性基本保持不变
特殊的结构特征决定了其优越的性能
关键词含氟烷基丙烯酸酯全氟磺酸离子交换树脂溶胶凝胶
催化剂
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KEY WORDS
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第 1 章前言
引言
含氟烷基甲基丙烯酸酯是一类特种丙烯酸酯单体具有优良的均聚性和
共聚性由于氟烷基上原子的电负性很强使得键键能较高极化率较
低并且 F 的原子半径约为键的 1/2 可以很好的将碳碳链屏蔽起来所以
含氟烷基丙烯酸酯类聚合物通常具有优良的表面性能光电性能等特殊性能可
以广泛应用于表面整理涂料光纤等领域合成含氟烷基甲基丙烯酸酯
是开发含氟烷基甲基丙烯酸酯类聚合物的关键具有重要意义
通过在含氟烷基醇的羟基氧原子上引入甲基丙烯酰基可以合成含氟烷
基甲基丙烯酸酯具体方法有很多其反应通式为
RfOH+CH2=CRCOZ CH2=CRCOORf+HZ (1-1)
是含氟烷基醇是或是卤原子是烷基等这个
反应的特点是
a 首先这是一个可逆平衡反应平衡常数的大小主要取决于反应物自身
的性质受反应温度的影响不大
[CH2=CRCOORf][HZ]
K=
[CH2=CRCOZ][RfOH] (1-2)
由于分子内双键与羟基的共轭效应使羧基碳上的电子云密
度增大又因为作为亲核试剂的氟烷基醇烷基上的