[发明专利]采用负载型氢氧化钠固体碱催化剂合成聚甘油的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种聚甘油的制备方法，尤其涉及一种采用负载型氢氧化钠固体碱催化剂合成聚甘油的方法。

背景技术

聚甘油主要来源于甘油工业副产物,现在则大量由甘油直接制备,有着广泛的用途,如可以直接用作增稠剂、保湿剂,其硝酸酯是高级液体炸药,其乙酸酯可作PVC及纤维素材料的增塑剂。聚甘油已用于化妆品、洗涤剂、食品工业和高分子材料的制造等。

   甘油(1, 2, 3-三羟基丙醇)分子有三个羟基团基团,在催化剂存在的条件下,甘油分子之间能发生互间脱水缩合反应生成聚甘油。

目前，聚甘油的制备方法通常为：在氮气或二氧化碳等惰性气体保护下，原料中加入一定量的催化剂，升温至200～280℃反应2～10小时，可制备得到一定聚合度的产物聚甘油。所用催化剂一般为液体酸或碱性物质其中以液体氢氧化钠效果为佳。该方法的优点在于方法成熟、原料充足、价格低廉,反应时间短,对设备要求低,但同时也存在很多缺点例如反应后催化剂和产物分离困难、液体碱催化剂对设备腐蚀厉害，污染环境等。

反应过程中如能用固体碱催化剂代替液体碱催化剂，则能使反应后催化剂和产物的分离问题变得简单，并且避免了液体酸碱对设备的腐蚀问题，使得聚甘油的合成更为简单，环境友好，更为节能。

发明内容

本发明的目的是提供一种采用负载型氢氧化钠固体碱催化剂合成聚甘油的方法。

本发明的目的是这样来实现的，其方法步骤为：

1、负载型NaOH固体碱催化剂的制备：将氧化铝或氧化锆载体放入烘箱中烘12h左右，除去载体内部的水分以及杂质成分，有利于吸附活性组分。用等体积浸渍法制备不同浸渍浓度(10%~50%)的NaOH固体碱催化剂，放置在室温条件下浸渍24h后，在红外灯的照射下，将多余的水分蒸发掉，使催化剂基本干燥。然后将近乎干燥的各浸渍浓度的催化剂放入烘箱中烘16h以上，使多余的水分全部蒸发，形成固体碱催化剂。从烘箱中取出后，放入700°C环境的马弗炉里面高温处理3h左右，冷却制备得到NaOH/Al₂O₃、NaOH/ZrO₂固体催化剂。

2、聚甘油的合成：将聚甘油倒入三口烧瓶，加入相比于聚甘油的重量1%~10%的NaOH的负载型固体碱催化剂，搅拌，同时往三口烧瓶内通入保护性气体氮气，油浴加热温度为220~260℃，反应时间为3~6小时，停止反应后，过滤，盐酸酸中和，对所得滤液进行蒸馏，将其中水分蒸出后得到产品。产品的聚合度为3~8.

3、聚合度的测定：最终产品聚甘油的聚合度采用乙酸酐滴定法确定。

本工艺具有以下优点：

1、用固体碱NaOH/γ-Al₂O₃或NaOH/ZrO₂催化剂替代液体NaOH催化剂，使得反应后产物和催化剂的分离变得简单。

2、由于使用了固体碱催化剂，反应进行中及结束后产物的碱性大幅度减小，从而减轻了对设备的腐蚀，减小了对环境的污染。工艺更合理，更环境友好。

具体实施方式

本发明将通过以下实施例作进一步说明。

实例一：(1)固体碱催化剂NaOH/Al₂O₃的制备：取Al₂O₃ 15g加入浓度为10%的NaOH溶液，混合，放置在室温条件下浸渍24h后在红外灯的照射下，将多余的水分蒸发掉，使催化剂基本干燥。然后将近乎干燥的催化剂放入烘箱中烘16h以上，使多余的水分全部蒸发，形成固体碱催化剂。从烘箱中取出后，放入700°C环境的马弗炉里面高温处理3h左右，冷却制备得到NaOH/Al₂O₃。

（2）聚甘油的合成：称取聚甘油100.00g ，NaOH/Al₂O₃样品16g，加入三颈烧瓶中，搅拌同时氮气保护，油浴加热温度为260℃，反应时间为3小时。

（3）过滤：反应结束后对产品进行抽滤，将催化剂和聚甘油分离。所得滤液用盐酸中和。

（4）蒸馏：对中和后的滤液进行蒸馏，将滤液中所含水分除去，获得聚甘油纯品。采用乙酸酐滴定法对其聚合度进行标定，聚合度为4.24。