Реферат на тему:
Хімічна модифікація поліетиленгліколів двоосновними кислотами
Олігомерні естери на основі поліетиленгліколів є нейоногенними
поверхнево-активними речовинами і можуть слугувати ефективними
деемульгаторами для зневоднення та знесолення нафт [1, 2].
В роботі вивчено можливість одержання нових олігомерних естерів за
реакцією хімічної модифікації поліетиленгліколів двоосновними кислотами
:
HO-R1-OH + HOOC-R2-COOH ? HO-R1-O-CO-R2-COOH + H2O
Характеристика використаних для реакції поліетиленгліколів (ПЕГ) подана
у табл. 1.
Таблиця 1
Фізико-хімічні характеристики поліетиленгліколів
Марка
ПЕГ Середня молекулярна маса Гідроксильне число,
мг КОН/г Функційність Температура топлення, °С
ПЕГ-400 400 286,2 2,04 –
ПЕГ-600 600 188,9 2,02 –
ПЕГ-1500 1500 74,4 1,99 40-46
ПЕГ-4000 4000 27,8 1,98 50-55
ПЕГ-6000 6000 18,3 1,96 55-60
Як кислотні компоненти застосовували адипінову та глутарову кислоти
марки “х.ч.”. Каталізатором реакції була п-толуолсульфокислота.
З метою встановлення оптимальних умов процесу хімічної модифікації
поліетиленгліколів двоосновними кислотами вивчено вплив природи та
співвідношення вихідних реагентів, температури і тривалості процесу на
швидкість перебігу вищеподаної реакції.
Модифікацію ПЕГ кислотами вивчали у чотиригорлому реакторі, обладнаному
мішалкою, термометром, барботером інертного газу та зворотним
холодильником з насадкою Діна-Старка для контролю кількості виділеної в
процесі реакції води. Реакцію проводили в розплаві у присутності
каталізатора в кількості 1,2 % мольн. у розрахунку на кислотний
компонент. Ефективну константу швидкості реакції визначали з графічної
залежності середнього ступеня поліконденсації від часу 1/(1-р) = f(ф) за
рівнянням Кеф = К/Скат , в якому К = tg б /C0 [3].
Вплив вихідного співвідношення реагентів вивчено на прикладі реакції між
адипіновою кислотою (АК) та ПЕГ-600.
Отримані експериментальні результати підтвердили теоретичні та
практичні дані про те, що найвищий ступінь поліконденсації у реакціях
естерифікації досягається при еквімолекулярному співвідношенні реагуючих
біфункційних сполук (табл. 2).
Таблиця 2
Вплив співвідношення вихідних реагентів на ступінь поліконденсації та
константу швидкості реакції адипінової кислоти з поліетиленгліколем
ПЕГ-600
Мольне співвідношення
АК : ПЕГ-600 Ступінь
поліконденсації Кеф.,
кг2/(моль2(с)
2 : 1 1,11 5,38 ( 10-5
1,5 : 1 1,51 2,51 ( 10-4
1 : 1 1,71 3,49 ( 10-4
1 : 1,5 1,54 2,67 ( 10-4
1 : 2 1,16 8,04 ( 10-5
Примітка: тривалість поліконденсації – 1 год., температура – 150(С.
При вивченні природи реагуючих речовин встановлено, що з підвищенням
молекулярної маси ПЕГ зменшується як ступінь поліконденсації, так і
ефективна константа швидкості реакції. Якщо у випадку хімічної
модифікації ПЕГ-400 адипіновою кислотою ступінь поліконденсації
становить 1,72 при ефективній швидкості реакції 3,54 ( 10-4
кг2/(моль2(с), то для реакції адипінової кислоти з ПЕГ-6000 ступінь
поліконденсації – 1,66 і ефективна константа швидкості реакції – 3,27 (
10-4 кг2/(моль2(с).
Порівнюючи вплив природи кислоти на протікання процесу естерифікації,
встановлено, що для реакції АК з ПЕГ-600 ступінь поліконденсації складає
1,71 (у випадку глутарової кислоти з ПЕГ-600 – 1,76) з практично
однаковою швидкістю реакції (для АК з ПЕГ-600 – 3,49 ( 10-4
кг2/(моль2(с), для ГК з ПЕГ-600 – 3,51 ( 10-4 кг2/(моль2(с)).
Вплив температури на перебіг реакції досліджували на прикладах реакції
адипінової кислоти з ПЕГ-600 і ПЕГ-1500 у діапазоні температур від 150
до 190(С. Проведені дослідження дозволили встановити, що процес хімічної
модифікації поліетиленгліколів двоосновними кислотами необхідно починати
при температурі не нижче 150-155°С, а завершувати при 185-190°С. Такі
умови запобігають випаровуванню вихідних поліетиленгліколів, а також
розкладу дикарбонових кислот внаслідок реакції їх декарбоксилювання.
Основні фізико-хімічні характеристики синтезованих поліестерів подано в
табл. 3.
Таблиця 3
Основні фізико-хімічні характеристики синтезованих поліестерів
Вихідні речовини Середня молекулярна маса поліестеру Кислотне число,
мг КОН/г Гідроксильне число,
мг КОН/г Температура топлення,
(С
кис-лота гліколь
АК ПЕГ-400 2030 23,1 22,8 –
АК ПЕГ-600 2860 17,3 16,9 –
АК ПЕГ-1500 6520 8,1 8,6 45 – 48
АК ПЕГ-4000 12780 4,1 4,6 52 – 59
АК ПЕГ-6000 14910 3,4 3,9 57 – 63
ГК ПЕГ-600 2960 16,9 17,4 –
Отримані сполуки проявляють поверхнево-активні властивості і можуть
знайти застосування у процесах руйнування водонафтових емульсій.
Список використаної літератури:
1. Позднышев Г.Н. Стабилизация и разрушение нефтяных
эмульсий.- М.: Недра, 1982.- 220 с.
2. Абрамзон А.А. Поверхностно-активные вещества. Свойства и
применения.- Л.: Химия, 1975.- 196 с.
3. Практикум по химии и физике полимеров / Под ред.
Куренкова В.Ф.- М.: Химия, 1990.- 304 с.
Нашли опечатку? Выделите и нажмите CTRL+Enter
