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丙交酯合成工艺的影响因素

作者:聚乳酸组委会秘书处 浏览: 发表时间:2020-12-24 14:53:46 来源:广东聚乳酸供应链组委会www.jurusuanpla.com

1.温度

    乳酸低聚物的解聚是可逆反应。若解聚过程温度过低,乳酸低聚物不易解聚生成丙交酯;若温度过高会导致乳酸低聚物出现分解、氧化等现象,另外生成的丙交酯也会因焦化、碳化变色并出现消旋的现象。一般将解聚温度控制在220~250℃。

2.压力

    为促进解聚向正反应方向进行,同时避免丙交酯分解变色,在反应中应及时将生成的丙交酯从反应体系内分离出来,目前采用较多的有减压法和常压法。

    减压法反应体系的压力应低于该反应温度下丙交酯的蒸气压。减压法降低了反应体系中氧气的含量,可有效避免因氧化而引起的丙交酯变色,但减压法通常需要高真空设备且真空度不易控制,且工艺过程中能耗较大。

    20世纪80年代末,人们开发出了常压法制备丙交酯工艺,该工艺通过通入CO2 或N2 等不参与反应的保护气来维持反应体系的压力。保护气的通入有助于反应体系的均质,还能增大反应界面并提高反应效率,另外还能降低反应体系中氧气含量并将生成的丙交酯快速地带出反应体系,从而避免了丙交酯出现焦化、碳化等现象。

    但常压法中流出的气体同样会带走部分原料,从而导致收率有所下降。文献报道,以L-乳酸为原料,常压下向反应体系中通入 N2 作为保护气,粗丙交酯的收率可达89%,较减压法有明显提高。

3.催化剂

   乳酸低聚物的解聚是分子内酯交换反应,金属元素具有的空轨道可与乳酸低聚物的羰基氧原子形成配位键,进而催化解聚反应。目前,人们已开发出多种丙交酯合成催化剂,主要种类有:金属化合物催化剂,主要元素如锌、锡、铝、钛等;稀土催化剂,主要元素如钇、镧等;质子酸型催化剂,如硫酸、对甲苯磺酸、固体超强酸等;以及由上述几种催化剂组合成的复配催化剂。


丙交酯合成工艺的影响因素
据广东聚乳酸供应链组委会专家介绍丙交酯合成工艺的影响因素与温度、压力、催化剂等因素有关,若解聚过程温度过低,乳酸低聚物不易解聚生成丙交酯;若温度过高会导致乳酸低聚物出现分解、氧化等现象,另外生成的丙交酯也会因焦化、碳化变色并出现消旋的现象。
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