得克隆
得克隆
简介
得克隆即 双(六氯环戊二烯)环辛烷(DechloranePlus，简称DCRP)，学名为1,2,3,4,7,8,9,10,13,13,14,14 十二氯 1,4,4a,5,6,6a,7,10,10a,11,12,12a 十二氢 1,4,7,10 二甲桥二苯环辛烷,中文名为“得克隆”或“敌可燃”,它是一种添加型阻燃剂,含脂环族氯
得克隆在国外已广泛应用于塑料、纤维等高分子材料的阻燃,它有良好的着色性、热稳定性、优异的电气性能及低生烟量等一系列的优点.据文献检索,在国内还未见有关该阻燃剂的研究和生产的报道.得克隆的一般合成方法以二甲苯为溶剂,由六氯环戊二烯与环辛二烯进行迪尔斯阿德尔反应而得[1～3],产率在70%左右,反应时间要12h.这种方法的缺点是产率低,生产成本高,反应时间长,生产效率低.为了克服上述缺点,现介绍一种得克隆的高效合成方法,工艺简单,产率高,而且符合环保要求.
实验部分
1. 1 试剂和仪器 试剂:六氯环戊二烯,淮阴电化厂(纯度>99%);1,5 环辛二烯,美国杜邦公司;多氯代烃类复合溶剂,自制.仪器:PE 2400CHN型元素分析仪,日本岛津公司.
1 .2 实验方法在装有回流冷凝管、电动搅拌装置、温度计、滴液漏斗的250ml的四颈烧瓶中,加入复合溶剂100ml,加入32 .2g六氯环戊二烯,开启冷水,搅拌,加热至200℃,开始滴加环辛二烯6 .6g,在0.5h内滴加完毕.升温至210～220℃,保温反应0.5h,停止反应,抽滤,母液套用,用甲苯洗涤固体,烘干,得白色粉末状固体38 .3g,产率98 .0%.
结果与讨论
2 .1 产品结构检测
产品分解温度350℃,与得克隆一致.元素分析的结果:碳为32. 98(33 .04)%,氢为1 .80(1 .83)%,氯为65. 0(65 .1)%(括号内的数值为理论值).通过以上分析确证,所合成的产品与得克隆的化学结构相符.
2 .2 反应溶剂的选择
由于本反应是由液体生成固体的过程,为了不对以后的反应和处理带来麻烦,寻找一种合适的溶剂对本反应来说非常重要.为此自制了具有较高沸点的复合型溶剂,分别与二甲苯、甲苯等溶剂进行了对比,实验结果见表1.由表1可以看出使用二甲苯和甲苯作溶剂的产率明显没有复合溶剂的产率高,该溶剂经抽滤与产品分离后可循环使用.
2 .3 投料物质的量之比对产率的影响
六氯环戊二烯与环辛二烯的物质的量之比应为2∶1.由于环辛二烯价格较贵,采用六氯环戊二烯适当过量的方法,分别试验了不同的投料比,结果见表2.实验表明,六氯环戊二烯过量有利于产率的提高,但当投料物质的量之比达到2. 2:1时,再增加六氯环戊二烯的量对产率几乎没有影响,所以选择投料比为2 .2:1.
2 .4 反应温度对产率的影响
反应温度对迪尔斯阿德尔反应十分重要,在上述条件下考察不同的反应温度对产品产率的影响,试验结果见表3.由表3可以看出温度低时产率低,温度高于300℃产率同样降低.分析其原因可能是由于得克隆分解温度为350℃[2],反应温度高于300℃时可能有少量产品开始分解,从而降低了产率,因此反应温度控制在200～250℃为宜.
2. 5 母液的重复利用
母液的重复利用将过滤所得的母液按照合成步骤进行循环利用实验,产率均在97%以上,完全达到重复利用的目的,而且此方法不对滤液进行任何处理,全部直接投入使用,实现了零排放,符合节能要求,对环境不造成污染.通过试验,发现母液循环3次以后对产品的产率和色泽有一定的影响,可经过提纯(如蒸馏)以后再使用.
应用
DCPR对包括用或未用玻璃纤维增强的尼龙来说,都是一个性能十分优异的阻燃剂,表4是用其阻燃尼龙66的配方与性能.在0.4mm的厚度下DCRP的阻燃级别达到UL94V 0级,并且保持了材料优良的电气性能.
得克隆 - 4 结论
(1)该方法使用复合溶剂,母液可以重复利用,操作简便,产率高,适合规模化生产的要求.
(2)最佳工艺条件为:六氯环戊二烯和环辛二烯的物质的量之比2 .2:1,反应温度为200～250℃.
(3)用于尼龙66的阻燃达到UL94V 0级,对材料原有的物理机械性能影响小.