CAS de carbonato de propileno 108-32-7

Carbonato de propilenoes un líquido incoloro, inodoro e inflamable con la fórmula molecular C4H6O3, CAS C4H6O3. Puede ser miscible con éter, acetona, benceno, cloroformo, acetato de vinilo, etc., soluble en tetracloruro de agua y carbono, tiene una fuerte capacidad de absorción para el dióxido de carbono y es estable. En la industria, se produce agregando epiclorohidrina y dióxido de carbono bajo una cierta presión y destilación a una presión reducida. Se puede usar como disolvente de aceite, disolvente giratorio, olefina, extractante de hidrocarburos aromáticos, absorbente de dióxido de carbono, colorante soluble en agua y dispersante de pigmento. En la industria electrónica, se puede utilizar como un medio excelente para baterías y condensadores de alta energía, y en la industria de los polímeros, se puede usar como solvente y plastificante para polímeros. Plastificantes utilizados como adhesivos y selladores. También se puede usar como acelerador de curado para resinas fenólicas y dispersante para pigmentos y rellenos adhesivos solubles en agua. La industria química es la principal materia prima para sintetizar el carbonato de dimetilo y también se puede usar para eliminar el dióxido de carbono y el sulfuro de hidrógeno de gas natural y gas de craqueo de petróleo · Además, también se puede usar en campos industriales como textiles y impresión y tintura.

PC Un carbonato cíclico de cinco miembros sintetizado por cicloadición de epiclorohidrina y dióxido de carbono ha demostrado un valor de aplicación extraordinario en varios campos, como ingeniería química, energía y materiales debido a sus propiedades físicas y químicas únicas.

Aplicaciones centrales de la producción industrial

 

(1) campo de purificación de gas
Absorción de dióxido de carbono:
Ventajas del proceso: en comparación con el método tradicional de alcohol amina, elcarbonato de propilenoEl método tiene las características de alta carga de absorción (0. 55 m ³ CO ₂/M ³ Solución) y consumo de energía de baja regeneración (reducido en un 30%).
Caso industrial: la planta de 3 0 0000 toneladas/año de Henan Junma Chemical mantiene un control estable del contenido de CO en gas purificado por debajo del 0.1%.
Desulfurización de gas natural:
Absorción colaborativa: tiene una capacidad de absorción selectiva para H ₂ S y Co ₂, adecuado para la purificación de gas natural alto en azufre.
Parámetros técnicos: temperatura de absorción de 40 grados, temperatura de resolución de 120 grados, volumen de circulación de 1.5 l/m ³ de gas natural.

 

(2) Aplicación industrial de baterías
Batería de iones de litio electrolito:
Optimización de fórmula: Agregar 2 0% PC al sistema de 1.2 mol/L Lipf ₆/EC+DEC dio como resultado una conductividad de baja temperatura (-20 grado) de 0.85 ms/cm para el electrolito.
Mejora del rendimiento: después de que una cierta compañía de baterías de litio de energía adoptó esta fórmula, la tasa de retención de capacidad a baja temperatura de la batería aumentó del 68% al 82%.
Condensadores de iones de litio:
Aditivo de electrolitos: el etileno sulfito (ES) funciona sinérgicamente con PC, y un aditivo del 5% de ES da como resultado una tasa de retención del 73.7% de la capacidad de tasa de 20c del condensador.

 

(3) Procesamiento de material de polímero
Plastificante:
Modificación de la resina epoxi: agregar 8% de PC aumentó la resistencia al corte de 18 MPa a 24 MPa, y una cierta empresa de cuchilla de turbina eólica extendió la vida útil de la fatiga en un 30% después de adoptarla.
Solvente de reacción de polimerización:
Síntesis de policarbonato: cuando se condensa con bisfenol A, PC actúa como un disolvente para reducir la temperatura de reacción en 15 grados, y el índice de distribución de peso molecular del producto disminuye de 2.8 a 2.2.

 

(4) Síntesis de productos químicos finos
Producción de carbonato de dimetilo (DMC):
Proceso de intercambio de éster: PC reacciona con metanol, con una tasa de conversión de DMC del 92%. La pureza del producto en una planta de 50000 toneladas/año en un parque industrial químico permanece estable con más del 99.9%.
Intermedios farmacéuticos:
Síntesis de antibióticos de cefalosporina: como medio de reacción de acilación, reduce el tiempo de reacción en un 40% y aumenta el rendimiento de un solo lote en un 12%.

Aplicaciones de la vida diaria

 

(1) Limpieza y desengrasamiento
Solventes de baja toxicidad:
VOC Advantage: enumerada en la lista de productos químicos más seguros de la EPA de EE. UU., Con una presión de vapor de 0. 023 mmhg, que cumple con los estándares de exención de VOC.
Caso de aplicación: Reemplazar el diclorometano para la limpieza de componentes electrónicos reduce la tensión superficial en un 30% y mejora la eficiencia de limpieza en un 25%.

(2) Cuidado personal y cosméticos
Alternativas seguras:
Baja irritación: utilizado como sustituto de la n-metilpirrolidona en formulaciones cosméticas, la puntuación de la prueba de irritación de la piel se reduce en un 40%.
Agente de formación de películas:
Tinta curable UV: agregar 10% de PC aumenta la flexibilidad de la película curada en un 50%, y la prueba de flexión ASTM D522 alcanza 300 veces sin grietas.

Soluciones personalizadas de cuaderno

 

(4) Materiales de construcción de viviendas
Adhesivo de madera:
Reemplazo de resina fenólica: resina de formaldehído de urea modificada por PC, con una resistencia de unión de 2.5 MPa y una reducción del 60% en las emisiones de formaldehído.
Agente de tratamiento de superficie:
Oxidación del perfil de aluminio: agregar 3% de PC mejora la uniformidad del grosor de la película de óxido en un 25% y extiende el tiempo de prueba de pulverización de sal de 120 horas a 180 horas.

Investigación científica y exploración de vanguardia

 

(1) Utilización de recursos de CO2
Tecnología de fijación química:
Catalytic synthesis of PC: Titanate nanotube (TNT) catalyst, PO conversion rate>99.9%, selectividad de PC 100%.
Estudio de mecanismo: la catálisis sinérgica de los sitios de ácido hidroxilo y Lewis en la superficie de TNT reduce la barrera de energía de apertura del anillo PO.
(2) Nuevos materiales energéticos
Electrolito sólido:
Electrolito de polímero: sistema de mezcla PC y PEO, con una conductividad iónica de 1.2 × 10 ⁻⁵ s/cm (30 grados), adecuado para baterías de litio en estado sólido.
Batería de iones de sodio:
Optimización de electrolitos: Agregar carbonato de etileno fluorado (FEC) al electrolito basado en PC dio como resultado un número de migración de iones de sodio de 0. 82

 

(3) procesos ecológicos
Sistema catalítico verde:
Catalizador de base biológica: el líquido iónico cataliza la síntesis de PC de Co ₂ y epiclorhidrina, con una tasa de conversión del 85%, y puede reciclar 10 veces.
Materiales degradables:
Poli (Carbonato de propileno): La PC se polimerizó con CO ₂, con una tasa de pérdida de peso material del 60% (después de 3 meses de entierro del suelo), que cumple con los estándares para plásticos biodegradables.

 

1. Síntesis basada en 1, 2- propanediol

Debido a que la tecnología de síntesis de 1, 2- propanodiol es relativamente madura, y la calidad y salida del producto son relativamente estables, hay muchos informes sobre la síntesis de TI utilizando propilenglicol como la principal materia prima.

1) Método de propilenglicol fosgeno: la primera preparación industrial fue la reacción de síntesis de 1, 2- propanodiol y fosgeno.

Phosgene es una sustancia altamente tóxica, que causa daños graves a las personas y al medio ambiente; Además, se genera el ácido clorhídrico subproducto, lo que no solo reduce la economía atómica del proceso, sino que también aumenta el costo de inversión del proceso debido a la corrosión de ácido clorhídrico en el equipo. Por lo tanto, el uso de esta ley ha sido prohibido.

2) Método de urea de propilenglicol

La síntesis de la urea y 1, 2- propanodiol se ha estudiado más en China. Cuando el propilenglicol reacciona con la urea para sintetizarcarbonato de propileno, el primer paso es generar amino carbonato, y el segundo paso es la desaminación y la ciclación de amino carbonato para generar el producto objetivo, acompañado de la generación de amoníaco subproductos. La patente informada anterior para la preparación de la urea y el propilenglicol introdujo condiciones de reacción suaves y un alto rendimiento del producto objetivo. El catalizador introducido es estaño orgánico, que tiene cierta toxicidad.

El uso de catalizador de base sólida puede reducir la toxicidad del proceso. En presencia de álcali sólido, como el óxido de zinc, la temperatura de reacción es de 100 ~ 200 grados, se introduce nitrógeno, y después de un cierto tiempo de reacción, el rendimiento del producto calculado por la urea puede alcanzar el 99%. Cuando se usa el catalizador de óxido de calcio compuesto, bajo la condición de presión reducida, la temperatura es de 150 ~ 160 grados, la conversión de urea es 95%~ 98%, y la selectividad es del 90%~ 98%. El catalizador se puede reciclar.

Usando MgO calcinado del carbonato de magnesio básico como catalizador, se sintetizó a partir de urea y propilenglicol. Después de 3 h de reacción a 170 grados, el rendimiento de la PC fue de más del 90%. Los compuestos de plomo y zinc inorgánicos se usaron como catalizadores heterogéneos. El rendimiento fue del 98% en urea a 160 grados durante 6 h; El producto de reacción y el catalizador son fáciles de separar. Usando el óxido de Fe zn como catalizador, el rendimiento fue del 78% después de la reacción a 170 grados para 2 h. El principal componente activo del catalizador es ZnO, que se promueve por la acción conjunta de ZNO y ZNFE₂O₄. El costo del producto sintetizado por el método de urea propilenglicol es relativamente bajo, y tiene ciertas ventajas en las materias primas de proceso.

3) Método de dióxido de carbono de propilenglicol

El proceso de reacción utiliza dióxido de carbono. El dióxido de carbono es un gas de efecto invernadero. A medida que la concentración de dióxido de carbono en la superficie de la tierra ha aumentado debido a las actividades humanas, es una idea sintética verde usar dióxido de carbono como materia prima para fijarlo en productos químicos, y se han visto informes prácticos. En la actualidad, aunque el dióxido de carbono utilizado en la mayoría de los estudios no es directamente de las emisiones, su pensamiento también se considera verde. El catalizador utilizado en este método es la sal de metal alcalino o la sal de metal de la tierra alcalina, y la actividad catalítica del carbonato de potasio es alta. En el sistema catalítico homogéneo, el rendimiento de propileno carbonat puede alcanzar el 12,6%.

Para superar las dificultades de la separación del producto y el reciclaje de catalizador causados ​​por la reacción catalítica homogénea, el carbonato de potasio se cargó en carbono activado para la reacción catalítica heterogénea. Los resultados mostraron que se mejoró la selectividad de los productos. El acetonitrilo solvente se usó en el proceso de síntesis, que redujo el grado verde del proceso. Los compuestos orgánicos de estaño, como Bu2sno o Bu2sn (OME) 2, también pueden catalizar la reacción de 1, 2- propanediol y dióxido de carbono para producir propileno carbonat en condiciones supercríticas.

La adición de cosolventes o la presencia de agente deshidratante es beneficiosa para la producción y el rendimiento del producto. El agua se genera durante la reacción de 1, 2- propanediol y dióxido de carbono, lo que reduce la velocidad de utilización del átomo en el proceso de reacción, y el producto se hidrolizará, por lo que el rendimiento del producto será inhibido por el agua. Este es un problema importante para resolverse en el proceso de industrialización.

4) Método de intercambio de propilenglicol y éster

Se puede preparar mediante transesterificación de 1, 2- propanediol con carbonato de dietilo o carbonato de dimetilo.

El rendimiento fue del 88% cuando el metal alcalino o el metal de la tierra alcalina se usó como catalizador y reaccionó a 144 grados bajo presión normal durante 12 h. Si se usan dilurato de dibutiltina y una base fuerte de traza como catalizador para la reacción de transesterificación, el reflujo de xileno se usa para controlar la temperatura de reacción, y el etanol, el subproducto, se fracciona continuamente, los pasos de operación se pueden reducir. Sin embargo, las materias primas utilizadas en este método son costosas, y la toxicidad del catalizador de organotina es relativamente alta, por lo que no es un proceso verde ideal.

2. Síntesis basada en óxido de propileno

La ciclación de adición del óxido de propileno y el dióxido de carbono para producir es una reacción exotérmica y reductora de volumen. Por lo tanto, las condiciones de baja temperatura y alta presión conducen a la reacción. Debido a que es una reacción de adición, la economía atómica del proceso puede alcanzar 100 teóricamente, pero la situación real está relacionada con el sistema catalítico utilizado.

El sistema catalítico incluye principalmente un sistema catalítico homogéneo y un sistema catalítico heterogéneo. En el sistema catalítico homogéneo, el catalizador complejo puede catalizar la reacción del óxido de propileno y el dióxido de carbono para producir. Su desventaja es que la concentración de catalizador es relativamente alta y el rendimiento de la reacción es relativamente bajo. La sal de amonio cuaternario, la sal de fosfina cuaternaria y el catalizador de sal de metal alcalino tienen una alta actividad catalítica para la reacción de adición del óxido de propileno con dióxido de carbono, y la tasa de conversión es relativamente alta.

Un catalizador de complejo de iones de metal homogéneo, nombre de código MC -3, cataliza la reacción de óxido de propileno con dióxido de carbono en las condiciones de temperatura de reacción de 135 grados y presión de 3 MPa, y el rendimiento es más del 94%. Además, el catalizador de sal de metal alcalino también puede catalizar la síntesis decarbonato de propilenocon la ayuda del éter de la corona macrocíclica. Debido a la fuerte toxicidad del éter de la corona macrocíclica, se reduce el valor práctico de este método de síntesis.

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