雙酚F合成工藝探究.pdf

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1、北京石油化工學(xué)院學(xué)報(bào)第20卷第1期Vo1．20NO．1JournalofBeijingInstituteof2012年3月Mar．2012Petro—chemicalTechnology雙酚F合成工藝探究王學(xué)維周思維李艷云(北京石油化工學(xué)院應(yīng)用化學(xué)系，北京102617)．摘要以苯酚、甲醛溶液(質(zhì)量分?jǐn)?shù)為37～4O)為原料，磷酸為催化劑，經(jīng)縮合反應(yīng)合成了雙酚F。通過(guò)正交實(shí)驗(yàn)探討了原料配比、催化劑用量、反應(yīng)溫度、反應(yīng)時(shí)間等因素對(duì)反應(yīng)的影響，并對(duì)純化后的產(chǎn)品進(jìn)行了電鏡掃描、紅外光譜和熔點(diǎn)測(cè)試等分析表征。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，最優(yōu)工藝條件為n(苯酚)：(甲醛)一2．

2、2：l'0，n(苯酚)：(磷酸)一2．2：0．8，在溫度為42℃時(shí)反應(yīng)2h，再升溫至65℃反應(yīng)0．5h，最優(yōu)條件下擴(kuò)大實(shí)驗(yàn)所得的收率可穩(wěn)定在9O左右。關(guān)鍵詞磷酸催化；酚醛縮合；雙酚F；合成中圖法分類號(hào)TQ325雙酚F是一種重要的化工中間體，由苯酚電公司生產(chǎn))；JT6OOl電子臺(tái)秤(上海精天電子和甲醛縮合而成。雙酚F產(chǎn)品主要由二羥基儀器有限公司生產(chǎn))；SHZ—D循環(huán)水式真空泵二苯基甲烷的3種異構(gòu)體組成，因其化學(xué)結(jié)構(gòu)(鞏義市英峪豫華儀器廠生產(chǎn))；XT顯微熔點(diǎn)特性，在合成環(huán)氧樹(shù)脂、聚酯樹(shù)脂、聚碳樹(shù)脂以測(cè)定儀(北京電光科學(xué)儀器廠生產(chǎn))。及作為酚醛樹(shù)脂改性劑和

3、阻燃劑時(shí)，所得產(chǎn)品1．3實(shí)驗(yàn)原理的耐熱性、耐濕性、絕緣性、加工性及注塑澆注雙酚F早在2O世紀(jì)7O年代就已經(jīng)能夠制性能均遠(yuǎn)優(yōu)于以雙酚A為原料制成的同類產(chǎn)備。雙酚F合成反應(yīng)較為復(fù)雜，反應(yīng)很難控品。由于雙酚F制成品的優(yōu)異性能，使其廣泛地制，副反應(yīng)較多，極易生成酚醛樹(shù)脂，故在合成應(yīng)用于電子級(jí)環(huán)氧樹(shù)脂、高固體涂料、注塑與澆反應(yīng)過(guò)程中，不得不采用大比例苯酚參加反應(yīng)，注特種低黏度樹(shù)脂、高性能聚酯樹(shù)脂和聚碳酸酯因而生產(chǎn)成本居高不下。國(guó)際上至今仍未取得的合成，以及酚醛樹(shù)脂的改性劑和高性能阻燃劑決定性的突破]。等方面，其產(chǎn)品具有極大的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用前景。筆者采用一步法合成雙

4、酚F，即以苯酚和甲醛為原料，以磷酸作為主要催化劑，經(jīng)縮合反1實(shí)驗(yàn)部分應(yīng)得到雙酚F，反應(yīng)方程式如下：1．1主要試劑苯酚(分析純，天津市福晨化學(xué)試劑廠生?！阿籋產(chǎn))；甲醛溶液(質(zhì)量分?jǐn)?shù)為37～40，分析純，北京化學(xué)試劑公司生產(chǎn))；甲苯(分析純，北京化工廠生產(chǎn))；磷酸、鹽酸(分析純，北京紅星。H——／廣cH2。H+H化工廠生產(chǎn))。1．2主要儀器。H?。HFIR一750型紅外光譜儀(美國(guó)尼高力公司生產(chǎn))；Quanta400F環(huán)境掃描電鏡(FEIH。gon+company生產(chǎn))；EA1121元素分析儀(美國(guó)熱H0收稿日期：201卜12—31g?H?！锿ㄐ怕?lián)系

5、人第1期王學(xué)維等．雙酚F合成工藝探究51雙酚F產(chǎn)品通常由二羥基二苯基甲烷的3表2正交試驗(yàn)結(jié)果種異構(gòu)體組成：4，4’。二羥基二苯基甲烷、2，4’一MABC產(chǎn)率Y／1l119．68二羥基二苯基甲烷和2，2二羥基二苯基甲212235．48烷，其中性能最佳的為4，4’。二羥基二苯基甲313332．26烷。至今單獨(dú)合成4，4二羥基二苯基甲烷的4212l2．90522384．33工藝尚未研究出來(lái)。6‘23182．251．4實(shí)驗(yàn)過(guò)程731327．O3。將15．7g苯酚加入到帶有回流冷凝管、恒832161．29933229．O3壓滴液漏斗和電動(dòng)攪拌器的250mL三口

6、瓶M1／77．4249．61153．22中，采用水浴加熱。當(dāng)溫度達(dá)42℃時(shí)，苯酚充M2／179．48181．1077．41分熔化，將質(zhì)量分?jǐn)?shù)為85磷酸溶液加入到恒Ma／117．35143．54143．62m1／25．8116．5451．07壓滴液漏斗中，緩慢滴加，并強(qiáng)力攪拌，使苯酚m2／59．836O．3725．8O與磷酸充分混合。然后再將6．1g質(zhì)量分?jǐn)?shù)為m3／39．1247．8547．8737的甲醛溶液加入到恒壓滴液漏斗中，以較R．0．34020．43830．2527慢的速度滴加，溫度控制在42℃，反應(yīng)2．0h，由表2可知：(1)酚酸物質(zhì)的量的比

7、對(duì)反應(yīng)然后升溫至65℃，緩慢攪拌30min，停止反應(yīng)，的影響最大，其次為酚醛物質(zhì)的量的比，最次是將反應(yīng)液轉(zhuǎn)移至分液漏斗中，分出磷酸，油相用反應(yīng)時(shí)間。碳酸氫鈉水溶液中和至pH約為5．6，再將水(2)最佳工藝條件為：ABC，即(苯與有機(jī)相分離，并減壓蒸餾，當(dāng)溫度超過(guò)40℃酚)：(甲醛)一2．5：1．0，(苯酚)：(磷酸)后(真空度為4kPa，使用鞏義市英峪豫華儀器一2．5：1．0，反應(yīng)時(shí)間為1．5h，溫度42℃。廠生產(chǎn)的SHZ—D循環(huán)水式真空泵)，苯酚與水實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)磷酸過(guò)量不是越多越好，在正基本除干凈，冷卻，結(jié)晶，抽濾，得粗產(chǎn)品。交實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上試著減少催

8、化劑用量又做了3用飽和NaOH溶液將粗產(chǎn)品溶解，靜置組實(shí)驗(yàn)，結(jié)果見(jiàn)如表3所示。0．5h后，抽濾，除去溶液中的