聚乳酸材料醇解反應(yīng)回收乳酸烷基酯研究.pdf

1、本文研究了不同種類的催化劑對(duì)PLA醇解反應(yīng)的影響，考察了反應(yīng)溫度、反應(yīng)時(shí)間、催化劑用量和醇用量對(duì)PLA醇解反應(yīng)的影響。結(jié)果表明，氯化鐵(FeCl3)為較佳的醇解PLA反應(yīng)的催化劑，較佳的反應(yīng)條件為:反應(yīng)溫度130℃、反應(yīng)時(shí)間4.0 h、n(FeCl3)∶n(PLA)=0.01∶1、n（醇）∶n(PLA)=5∶1。在上述較佳反應(yīng)條件下，分別考察了甲醇、乙醇、正丙醇、異丙醇及正丁醇對(duì)PLA醇解反應(yīng)的影響，結(jié)果如下:PLA的轉(zhuǎn)化率分別可達(dá)96

2、.1％、95.3％、94.7％、85.1％和92.9％，相應(yīng)的乳酸烷基酯收率分別可達(dá)87.2％、85.8％、84.6％、77.5％和81.9％。通過FT-IR紅外光譜法對(duì)醇解PLA產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征。對(duì)甲醇醇解PLA反應(yīng)中，F(xiàn)eCl3的回用性能進(jìn)行了考察，發(fā)現(xiàn)FeCl3重復(fù)回收利用6次后，PLA的轉(zhuǎn)化率及乳酸甲酯的收率沒有明顯的下降。對(duì)FeCl3催化甲醇醇解PLA反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)進(jìn)行了考察，結(jié)果表明，該反應(yīng)為一級(jí)反應(yīng)，反應(yīng)活化能為32.4

3、1 kJ/mol。對(duì)PLA醇解反應(yīng)的機(jī)理進(jìn)行了闡述。
　　另外，在上述基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)合成了一系列不同F(xiàn)eCl3摩爾分?jǐn)?shù)的離子液體[Bmim]Cl-FeCl3，并將離子液體用于醇解PLA反應(yīng)?？疾炝穗x子液體酸性、反應(yīng)溫度、反應(yīng)時(shí)間、離子液體用量和醇用量對(duì)醇解PLA反應(yīng)的影響。結(jié)果表明，F(xiàn)eCl3的表觀摩爾分?jǐn)?shù)為0.67的離子液體[Bmim]Cl-FeCl3為較佳的催化劑，較佳的反應(yīng)條件為:反應(yīng)溫度120℃、反應(yīng)時(shí)間3.0 h、n([Bm

4、im]Cl-FeCl3)∶n(PLA)=0.0025∶1、n（醇）∶n(PLA)=5∶1。在上述較佳反應(yīng)條件下，分別考察了甲醇、乙醇、正丙醇、異丙醇及正丁醇對(duì)PLA醇解反應(yīng)的影響，結(jié)果如下:PLA的轉(zhuǎn)化率分別可達(dá)99.3％、98.4％、96.2％、88.1％和94.9％，相應(yīng)的乳酸烷基酯收率分別可達(dá)94.6％、91.9％、90.6％、80.3％和88.4％。利用FT-IR紅外光譜法對(duì)醇解產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征。對(duì)甲醇醇解PLA反應(yīng)中，離子

5、液體[Bmim]Cl-FeCl3的回用性能進(jìn)行了考察，發(fā)現(xiàn)[Bmim]Cl-FeCl3重復(fù)回收利用6次后，PLA的轉(zhuǎn)化率及乳酸甲酯的收率沒有明顯的下降。對(duì)[Bmim]Cl-FeCl3催化甲醇醇解PLA反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)進(jìn)行了考察，結(jié)果表明，該反應(yīng)為一級(jí)反應(yīng)，反應(yīng)活化能為21.28 kJ/mol。對(duì)PLA醇解反應(yīng)的機(jī)理進(jìn)行了闡述。
　　離子液體[Bmim]Cl-FeCl3作為一種功能化的離子液體，兼顧了路易斯酸FeCl3和離子液體特有的優(yōu)