萜烯樹(shù)脂的研制及性能測(cè)定

1、華東地質(zhì)學(xué)院學(xué)報(bào)第 20 卷第 2 期1997 年 6 月v o l. 20 n o. 2jo u rn a l o f e a st c h in a geo lo g ica l in st itu tesum58萜烯樹(shù)脂的研制及性能測(cè)定熊小青(撫州師范專(zhuān)科學(xué)?；瘜W(xué)系, 江西臨川市, 344000)陳麗濤(華東地質(zhì)學(xué)院應(yīng)用化學(xué)系, 江西臨川市, 344000)摘 要 本文介紹了在a lc l3 的催化下以松節(jié)油合成萜烯樹(shù)脂的實(shí)驗(yàn)過(guò)程及產(chǎn)品分析結(jié)果, 探討了催化劑的加入方式對(duì)產(chǎn)率的影響。關(guān)鍵詞 萜烯樹(shù)脂; 三氯化鋁; 催化; 松節(jié)油分類(lèi)號(hào) o 624. 13前言萜烯樹(shù)脂由于具有透明、無(wú)毒、中

2、性、電絕緣性好、疏水、不結(jié)晶、耐稀酸稀堿、耐熱、耐光、 抗老化、增粘等良好性能, 因而廣泛應(yīng)用于橡膠、塑料、油墨、涂料、粘合劑和衛(wèi)生材料等工業(yè)方 面。我省有豐富的松節(jié)油資源, 利用它開(kāi)發(fā)生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)的萜烯樹(shù)脂, 滿(mǎn)足工業(yè)生產(chǎn)的需要, 前景 可觀(guān)。0反應(yīng)原理1萜烯樹(shù)脂是由松節(jié)油中的蒎烯在催化劑作用下聚合而成的。它有兩類(lèi), 一是 2萜烯樹(shù)脂, 另一種是 2萜烯樹(shù)脂。馬尾松松節(jié)油主要成份是 2蒎烯, 約占松節(jié)油量的 86% , 以它為原料生 產(chǎn)的是 2萜烯樹(shù)脂。1收稿日期: 1996212208收修改稿日期: 1997202225顏色以重鉻酸鉀溶液 毫米數(shù)表示不大于170 以前餾出物 體積不大于%比重

3、( 15. 5 ) 折光指數(shù)(n 20)初餾點(diǎn)酸價(jià)不大于d0. 856 0. 868 1. 467 1. 472150 16090900. 72. 2儀器2 000 m l 三頸瓶, 2 000 m l 儲(chǔ)液瓶, 大號(hào)水槽, 球形冷凝管, 吸濾瓶, 磨口試劑瓶, 100 與500 的溫度計(jì)各一支, 電爐, 小型真空泵, 電動(dòng)攪拌器, 沙浴鍋。2. 3萜烯樹(shù)脂的制備分別量取 460 m l (400 g) 甲苯和 1 161. 4 m l (1 000 g ) 松節(jié)油, 分裝于三頸瓶和儲(chǔ)液瓶中。 開(kāi)動(dòng)攪拌器, 并擰開(kāi)夾在儲(chǔ)液瓶出口橡皮管上的自由夾, 讓松節(jié)油均勻地滴入。 每隔 5 m in 鐘

4、用牛角匙添加無(wú)水三氯化鋁少許。調(diào)節(jié)水浴溫度為 40 50 。注意控制加料速度, 務(wù)使松節(jié)油在 5 h 左右加完, 而無(wú)水三氯化鋁在 11 h 左右加完。整個(gè)反應(yīng)時(shí)間為 12 h。反應(yīng)釜中的顏色 始終為血紅色。反應(yīng)終止后, 取出三頸瓶, 將反應(yīng)物分裝在三個(gè) 1 000 m l 的大燒杯中, 用熱水 ( 705 )洗滌, 除去其中的三氯化鋁, 用分液漏斗將底層的水液分離掉, 剩下的油層用沙浴加熱進(jìn)行蒸 餾, 先在常壓下將低沸點(diǎn)的餾份蒸餾掉, 當(dāng)溶液溫度上升到 200 左右時(shí), 開(kāi)始抽真空, 進(jìn)行減壓蒸餾 (真空度需達(dá) 98 k p a) , 直至溶液溫度達(dá) 300 時(shí), 停止蒸餾, 并趁熱將蒸餾瓶

5、中的黃色 黏稠物倒入稱(chēng)好的盒子中, 冷卻后即為黃色透明的萜烯樹(shù)脂產(chǎn)品。2. 4產(chǎn)品分析2. 4. 1產(chǎn)品酸值的測(cè)定3酸值是一種習(xí)用值, 當(dāng)被測(cè)物中酸的分子量不確切時(shí), 就用它來(lái)表示酸的測(cè)定結(jié)果。 萜烯 樹(shù)脂的酸值相當(dāng)于中和 1 g 樣品中的游離樹(shù)脂酸所需苛性鉀的毫升數(shù)。測(cè)量時(shí), 先稱(chēng)取 1 g 左右樣品置于錐形瓶中, 溶于 500 m l 中性乙醇中 ( 中性乙醇的配制:取 95% 的乙醇 100 m l, 加入酚酞指示劑 2 滴, 用 ko h 溶液滴定至出現(xiàn)微紅色, 且 30 s 不退色為止, 蓋緊后, 水浴加熱使之溶解) , 加入 0. 5 m l 酚酞指示劑 (此時(shí)溶液為無(wú)色) , 再

6、用 0. 5 m o ll 的氫氧化鉀乙醇溶液滴定至出現(xiàn)微紅色, 且 30 s 不退色為止, 記下所耗堿醇溶液的毫升數(shù),并按下式計(jì)算酸值:酸值 (m g ko h g) = m v 56. 11m其中: v 所耗堿醇溶液的毫升數(shù); m 氫氧化鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液的當(dāng)量濃度; m 樣品重量(g )。2. 4. 2產(chǎn)品皂化值的測(cè)定3皂化值是指完全皂化 1 g 油脂所需 ko h 的克數(shù)。樹(shù)脂是不溶于堿的皂化物, 其中游離的樹(shù)脂酸也可以用皂化值來(lái)表示。 它可以反映萜烯樹(shù)脂中酸的含量與樹(shù)脂的純度、軟化點(diǎn)、含油量等的關(guān)系。 一般純度越高, 含油量越少, 軟化點(diǎn)越高, 皂化值越大。具體步驟為: 取 1 2 g 樣品

7、于皂化瓶中 (皂化瓶: 用容積為 100 m l 或 15 m l 的磨口平底燒 瓶, 上面配以長(zhǎng)約 1 m 的磨口空氣冷凝管, 即為皂化瓶) , 用移液管加入 20 m l 0. 5 m o ll 堿醇 溶液, 置熱水浴中 1 h , 取出, 冷卻后, 加入酚酞指示劑, 用 0. 5 m o ll 標(biāo)準(zhǔn)鹽酸溶液滴定剩余的 堿, 同時(shí)以等量的堿醇溶液作空白試驗(yàn)。 最后按下式計(jì)算皂化值: (v 1 - v 2 ) m 56. 11皂化值 (m g ko h g) =m其中: v 1 空白試驗(yàn)所耗酸液的毫升數(shù); v 2 滴定樣品時(shí)所耗酸液的毫升數(shù); m 鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液的當(dāng)量濃度; m 樣品重量。2.

8、 4. 3產(chǎn)品灰分的測(cè)定3稱(chēng)取一定重量的樣品置于坩鍋中, 在噴燈上小心灼燒, 待主要成份燒完后 ( 此時(shí)坩鍋內(nèi)只 剩下一些褐色的油垢) , 冷卻后加入少量硝酸 ( 或 30% 的雙氧水) , 使坩鍋內(nèi)油垢溶解, 繼續(xù)灼燒, 直至完全灼燒。 冷卻至室溫, 稱(chēng)量至恒重, 計(jì)算灰分占樣品的百分含量。3 結(jié)果與討論3. 1工藝條件及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)將兩次實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)和工藝條件匯于表 2。表 2 工藝條件和實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)ta b. 2 eng ine e ring c o nd it io ns a nd d a ta o f e xp e rim e n ts減壓蒸餾3投料量g聚合反應(yīng)反應(yīng)溫度反應(yīng)時(shí)間h水洗溫度轉(zhuǎn)化

9、率%最終溫度真空度k p a松節(jié)油甲苯無(wú)水三氯化鋁加熱方式i5001 0002002543 4940 50127352. 234080沙浴沙浴40050127056. 1340803 由于所用真空泵過(guò)于簡(jiǎn)陋, 無(wú)法達(dá)到指標(biāo)要求, 逐步提高溫度除去高沸點(diǎn)雜質(zhì)餾份。3. 2 產(chǎn)品性能指標(biāo)將研制的萜烯樹(shù)脂的產(chǎn)品性能指標(biāo)匯于表 3。表 3 產(chǎn)品的性能ta b. 3 p hys ic a l a nd c hem ic a l p ro p e rt ie s o f the p ro d uc t酸 值(m g ko h g)皂化值(m g ko h g)比重灰分% 軟化點(diǎn)3 外觀(guān)溶解性能淡黃色透明

10、脆性固體淡黃色透明 脆性固體不溶于水、甲 ( 乙、丙) 醇, 而溶于苯、甲 苯、二甲苯、汽汪、松節(jié)油、植物油等不溶于水、甲 ( 乙、丙) 醇, 而溶于苯、甲 苯、二甲苯、汽油、松節(jié)油、植物油等85i 10. 560. 280. 04585 10. 510. 860. 0903 環(huán)球法表 4 催化劑的加入方式對(duì)產(chǎn)率的影響ta b. 4 effe c t o f the fe e d ing 2in w a ys o f c a ta lys t o n y ie ld加入方式效果反應(yīng)不完全, 反應(yīng)釜中始終留有較大量未反應(yīng)的松節(jié) 油( 黃色油狀物)i將無(wú)水三氯化鋁溶于甲苯中, 以滴液漏斗均勻滴加將

11、無(wú)水三氯化鋁置于干燥的磨口試劑瓶中, 用牛角匙 分批均勻加入反應(yīng)較完全, 反應(yīng)釜中自始至終呈血紅色結(jié)束語(yǔ)本文對(duì)合成萜烯樹(shù)脂的工藝條件和操作規(guī)程作了有益的探索, 并對(duì)產(chǎn)品的性能作了較全 面的測(cè)試。 江西省有豐富的松節(jié)油資源, 尚未開(kāi)發(fā)利用, 本文為萜烯樹(shù)脂的工業(yè)生產(chǎn)提供了試 驗(yàn)依據(jù)。5參考文獻(xiàn)1 陳陶聲. 林產(chǎn)化工與產(chǎn)品. 北京: 化學(xué)工業(yè)出版社, 1993. 1 282 南京林產(chǎn)工業(yè)學(xué)院. 林產(chǎn)化學(xué)工業(yè)手冊(cè). 北京: 中國(guó)林業(yè)出版社, 1980. 404 4373 上海市化工輕工公司技術(shù)室, 上?；げ少?gòu)供應(yīng)站技術(shù)室. 化工商品檢驗(yàn)方法. 北京: 化學(xué)工業(yè)出版社, 1988. 1435 143

12、8s yn the s e s a nd p ro p e rty d e te rm ina t io n o f te rp e ne r e s insx io n g x iao 2q in g(d ep a r tm en t o f c h em ist ry, f u zho u t each e r s co llege , l in ch u an , jx 344000) c h en l itao(d ep a r tm en t o f a pp lied ch em ist ry, e a st c h in a geo lo g ica l in st itu te

13、, l in ch u an , jx 344000)po lym e r iza t io n co n d it io n s o f te rp en e re sin s f rom 2p in en e w h ich is th e m a jo rab s trac tco n st itu en t o f tu rp en t in e w ith ca ta ly st o f a lc l3 is sea rch ed in th is w o rk . bo th p h y sica l an dch em ica l p rop e r t ie s o f th e