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介绍四溴双酚A的研究进展

发布日期:2014-12-02   浏览次数:884



随着高分子材料在生产、生活各领域的广泛应用,其制品的安全性也日益受到重视,特别是高分子材料易燃而发生火灾带来的生命、财产的损失更是不容忽视。为保证安全,作为反应型阻燃剂或添加型阻燃剂的四溴双酚A发挥了作用。四溴双酚A是高分子材料制品的优良阻燃剂,能赋于各种树脂材料优良的耐燃烧性和自熄性,同时四溴双酚A也是合成其它阻燃剂的中间体,用于火箭、导弹、飞机及舰艇中。传统的四溴双酚A生产是直接在溶剂中对双酚A中进行溴化取代,溶剂影响着产物的纯度、色泽及收率;溴是盐卤中珍贵的稀有元素,反应过程中有HBr气体溢出,造成了环境污染和溴素资源的浪费。



采用乙腈作溶剂,以液溴为溴化剂,双氧水为氧化剂,研究了四溴双酚A合成的新工艺,此方法避免了HBr的溢出,是一种环保、经济、无污染的新工艺。



在装有温度计、电动搅拌器、回流冷凝管的四口烧瓶中加入一定量的溶剂,搅拌状态下加入定量的双酚A;待双酚A全部溶解后,再加入定量的双氧水;然后在恒温下缓慢滴加液溴,并保持一定时间,充分反应,升温到生成的四溴双酚A完全溶解于溶剂中;用热水洗涤后分出水层,降温使四溴双酚A析出,过滤,再次用水洗涤得到固体在80℃下干燥,得到白色的四溴双酚A晶体。



溴化反应是强烈的放热反应,若在反应中得不到有效的搅拌,有可能引起反应温度的超高,以至燃烧,造成爆炸或起火事故。良好的搅拌可以加速双酚A在溶剂相中的溶解,提高传热、传质效率,防止局部过热,提高反应速率,有利于反应的进行,因此适当的搅拌速率对获得质量优异的产品具有重要作用。当搅拌速率太低时,单体分散不好,会发生单体局部过浓,甚至发生分层现象;搅拌速率过高,易使溶剂和原料形成泡沫,使传质效果变差。搅拌速率控制在150250r/min较合适。



在四溴双酚A的合成过程中,温度对产品的性能有很大影响。可以看出随着反应温度的升高,四溴双酚A的收率先增大后减小,这因为温度较低时,反应速率较慢,未来得及反应的溴在反应体系中聚集,使得溴浓度增高,副反应机率增大,且生成的溴化物影响产物的色度。当温度较高时,反应物中的H2O2易分解,使产物反应浓度降低,且双酚A上的甲基易发生溴化取代产生难溶于水的溴甲烷,使得收率降低。最适宜的反应温度为35℃。



溴的滴加速度影响四溴双酚A的产品质量,当反应过程中溴的滴加速度过快时,反应较剧烈,放出热量较多,且容易造成溴的局部浓度过大,使滴加的溴素未能及时地反应掉,所得到的四溴双酚A颜色较深,黏度较大,给后处理造成很大的麻烦。因此,要严格控制溴素的滴加速度,防止而不包埋在产品中。但滴加速度太慢,会导致反应物浓度过低,以致反应不能进行或进行不完全,影响生产效率。较适宜的滴加速度是在1h内滴加完。



以乙腈为溶剂,采用溴素/双氧水为氧化剂,用反加法制备四溴双酚A,是一种环保、经济、无污染的新工艺,适宜的工艺条件如下。



1)以乙腈为溶剂,反应过程中对获得质量优异的产品具有重要作用,搅拌速率控制在150250r/min



2)n(Br2)/n(BPA)=4.75时,即可达到最大的反应收率;反应温度35;反应滴加时间为1h为宜,在选定的实验条件下制取四溴双酚A的产率可达95.2%


 

文章来自:http://www.velchem.com/

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