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潘萍，等：一缩二丙二醇二丙烯酸酯的合成及表征

!!!!!!气相色谱 （GC-2014C）： 日本岛津； 红外光谱仪
（Nicolet is10）：美国尼高力。 2 结果与讨论

1.2 实验装置及步骤 2.1 合成 DPGDA 的影响因素

2.1.1 不同催化剂酯化效果随反应时间的变化曲线

图 1 酯化反应实验装置图
1-冷凝管 2-分水器 3-机械搅拌棒
4-温度计 5-加热装置
图 2 不同反应时间对酯化率的影响
在装有温度计、分水器(上连接回流冷凝管)、搅拌
2-
采用硫酸与 SO 4 /ZrO 2 固体超强酸作催化剂，酯
器(用聚四氟乙烯套管密封)的 500 mL 四口烧瓶中，分
化率随反应时间的延长而缓慢增加，浓硫酸在反应前
别投入一定量的一缩二丙二醇和丙烯酸，以及一定量
2-
2 h 的催化效果明显比 SO 4 /ZrO 2 固体超强酸要显著，
的阻聚剂和带水剂,计算出催化剂的用量，一并投入体
因为浓硫酸更容易提供质子， 加快了丙烯酸质子化，
系中，开启搅拌并缓慢升温（待带水剂至沸点温度，回
从而使酯化反应进行。 同时，从图 2 可知，当反应进行
流带出体系反应所生成的水为准）进行酯化反应。 在
4 h 后已基本接近终点。
反应过程中，规定时间内取样测定体系酸值，直到分
2.1.2 催化剂用量的影响
水器中无水出为止。 用预先配好的 20％氢氧化钾溶液
中和成盐，调节酸值＜1 mgKOH/g，冷却过滤。将滤出的 催化剂的添加量将会加快反应速度, 但不影响反
2-
丙烯酸酯溶液加入单口烧瓶中，减压蒸馏，控制体系 应平衡。 考察了相同时间内(4 h) SO 4 /ZrO 2 固体超强
的压力为 300 mmHg，恒温 70 ℃，保持 15 min，待完全 酸的用量对酯化率(对酯化反应来说,假如在反应未达
除去带水剂（甲苯）后，所得纯的产品。 平衡前，分水器还有少量水未去除而结束反应，即测
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得的结果称之为酯化率 )的影响。
1.3 反应分析及表征方法
2-
改变 SO 4 /ZrO 2 固体超强酸催化剂的使用量，催
⑴酸值测定方法 化反应时间为 4 h， 考察改变催化剂用量对应酯化率
按照 《GB/T 2895-2008 塑料聚酯树脂的部分酸 的影响，如图 3 所示。
2-
值和总酸值的测定》的方法进行。 SO 4 /ZrO 2 固体超强酸作为一种非均相催化剂，其
⑵气相色谱分析 用量通常比均相催化剂要多。 伴随着催化剂用量增
岛津 GC2014C 型气相色谱仪 加，反应速率和酯化率都得到相应的提高。 然而当催
⑶红外表征 化剂用量到 8 g/100 g 丙烯酸时， 提高的幅度减小，选
采用美国 Nicolet 公司的 Nicolet is10 型傅立叶变 用催化剂 8 g /100 g 丙烯酸为最经济用量。
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换红外光谱仪测试， 测试分辨率为 4 cm ， 扫描次数 2.1.3 酸醇物质的量的比对酯化率的影响
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32 次，测试范围为 400~4 000 cm 。
酯化反应是可逆反应， 提高反应物物质的量的
6 探索研究 RESEARCH AND DEVELOPMENT