Propilene carbonate cas 108-32-7

Carbonato di propileneè un liquido incolore, inodore e infiammabile con la formula molecolare C4H6O3, CAS C4H6O3. Può essere miscibile con etere, acetone, benzene, cloroformio, acetato di vinile, ecc., Solubile in acqua e tetracloruro di carbonio, ha una forte capacità di assorbimento per l'anidride carbonica ed è stabile. Nell'industria, viene prodotto aggiungendo epicloroidrina e anidride carbonica sotto una certa pressione e distillazione a pressione ridotta. Può essere usato come solvente a olio, solvente rotante, olefina, estrattore di idrocarburi aromatici, assorbenti di anidride carbonica, colorante solubile in acqua e disperdente pigmenti. Nel settore dell'elettronica, può essere utilizzato come mezzo eccellente per batterie e condensatori ad alta energia e, nel settore dei polimeri, può essere utilizzato come solvente e plastificante per i polimeri. Plassitari usati come adesivi e sigillanti. Può anche essere usato come acceleratore di indurimento per le resine fenoliche e un disperso per pigmenti e riempitivi adesivi solubili in acqua. L'industria chimica è la principale materia prima per sintetizzare il dimetil carbonato e può anche essere utilizzata per rimuovere l'anidride carbonica e l'idrogeno solforato dal gas naturale e dal gas di cracking del petrolio, inoltre, può anche essere utilizzato in campi industriali come tessuti e stampa e tintura.

PC a cinque carbonati ciclici a cinque membri sintetizzati dalla cicloaddizione di epicloroidrina e anidride carbonica, ha dimostrato un valore di applicazione straordinario in vari campi come ingegneria chimica, energia e materiali a causa delle sue proprietà fisiche e chimiche uniche.

Applicazioni fondamentali della produzione industriale

 

(1) campo di purificazione del gas
Assorbimento di anidride carbonica:
Vantaggi del processo: rispetto al tradizionale metodo dell'ammina alcolica, ilcarbonato di propileneIl metodo ha le caratteristiche dell'elevato carico di assorbimento (0. 55 m ³ Soluzione CO ₂/M ³) e un basso consumo di energia di rigenerazione (ridotto del 30%).
Caso industriale: 3 0} {1}}} 0000 di Henan Junma Chimico mantiene un controllo stabile del contenuto di CO ₂ in gas purificato inferiore allo 0,1%.
Desolfurizzazione del gas naturale:
Assorbimento collaborativo: ha una capacità di assorbimento selettivo per H ₂ S e CO ₂, adatto alla purificazione del gas naturale ad alta zolfo.
Parametri tecnici: temperatura di assorbimento di 40 gradi, temperatura di risoluzione di 120 gradi, volume di circolazione di 1,5 l/m ³ gas naturale.

 

(2) Applicazione industriale di batterie
Elettrolita a batteria a ioni di litio:
Ottimizzazione della formula: l'aggiunta di 2 0% PC al sistema da 1,2 mol/L LIPF ₆/EC+DEC ha prodotto una conducibilità a bassa temperatura (-20 grado) di 0,85 ms/cm per l'elettrolita.
Miglioramento delle prestazioni: dopo una certa società di batterie al litio di potenza ha adottato questa formula, il tasso di ritenzione di capacità a bassa temperatura della batteria è aumentato dal 68% all'82%.
Condensatori a ioni di litio:
Additivo elettrolitico: l'etilene solfito (ES) funziona sinergicamente con PC e un additivo ES al 5% comporta un tasso di ritenzione del 73,7% della capacità di tasso 20C del condensatore.

 

(3) Elaborazione del materiale polimerico
Plassizer:
Modifica della resina epossidica: l'aggiunta dell'8% di PC ha aumentato la resistenza al taglio da 18 MPa a 24 MPa e una certa Enterprise della lama della turbina eolica ha esteso la durata della fatica del 30% dopo averlo adottato.
Solvente di reazione di polimerizzazione:
Sintesi di policarbonato: quando condensato con bisfenolo A, il PC funge da solvente per ridurre la temperatura di reazione di 15 gradi e l'indice di distribuzione del peso molecolare del prodotto diminuisce da 2,8 a 2,2.

 

(4) Sintesi di prodotti chimici fini
Produzione di dimetil carbonato (DMC):
Processo di scambio estere: il PC reagisce con metanolo, con un tasso di conversione DMC del 92%. La purezza del prodotto in un impianto di 50000 tonnellate/anno in un parco industriale chimico rimane stabile a oltre il 99,9%.
Intermedi farmaceutici:
Sintesi di antibiotici di cefalosporina: come mezzo di reazione di acilazione, riduce il tempo di reazione del 40% e aumenta la resa singola batch del 12%.

Applicazioni della vita quotidiana

 

(1) Pulizia e sgrassando
Solventi a bassa tossicità:
VOC Advantage: elencato nell'elenco chimico più sicuro dell'EPA degli Stati Uniti, con una pressione di vapore di 0. 023 MMHG, soddisfando gli standard di esenzione VOC.
Caso di applicazione: la sostituzione del diclorometano per la pulizia dei componenti elettronici riduce la tensione superficiale del 30% e migliora l'efficienza di pulizia del 25%.

(2) cura personale e cosmetici
Alternative sicure:
Bassa irritazione: usato come sostituto di N-metilpirrolidone nelle formulazioni cosmetiche, il punteggio del test di irritazione della pelle è ridotto del 40%.
Film che forma agente:
Inchiostro curabile UV: l'aggiunta del 10% di PC aumenta la flessibilità del film curato del 50% e il test di flessione ASTM D522 raggiunge 300 volte senza crack.

Soluzioni per notebook personalizzate

 

(4) Materiali da costruzione a casa
Adesivo in legno:
Sostituzione della resina fenolica: resina di formaldeide urea modificata per PC, con una forza di legame di 2,5 MPa e una riduzione del 60% delle emissioni di formaldeide.
Agente di trattamento superficiale:
Ossidazione del profilo di alluminio: l'aggiunta del 3% di PC migliora l'uniformità dello spessore del film di ossido del 25% e estende il tempo di prova di trasporto salino da 120 ore a 180 ore.

Ricerca scientifica ed esplorazione all'avanguardia

 

(1) Utilizzo delle risorse di CO2
Tecnologia di fissazione chimica:
Catalytic synthesis of PC: Titanate nanotube (TNT) catalyst, PO conversion rate>99,9%, selettività PC 100%.
Studio del meccanismo: la catalisi sinergica dei siti di acido idrossile e Lewis sulla superficie di TNT riduce la barriera energetica di apertura dell'anello dell'anello.
(2) Nuovi materiali energetici
Elettrolita solido:
Elettrolita polimerico: sistema di miscela PC e PEO, con conducibilità ionica di 1,2 × 10 ⁻⁵ s/cm (30 gradi), adatto a batterie al litio a stato solido.
Batteria a ioni di sodio:
Ottimizzazione degli elettroliti: l'aggiunta

 

(3) processi ecologici
Sistema catalitico verde:
Catalizzatore biobasato: il liquido ionico catalizza la sintesi di PC da CO ₂ ed epicloroidrina, con un tasso di conversione dell'85%e può essere riciclato 10 volte.
Materiali degradabili:
Poli (poli (Carbonato di propilene): PC CO Polimerizzato con CO ₂, con un tasso di perdita di peso del materiale del 60% (dopo 3 mesi di sepoltura del suolo), soddisfando gli standard per la plastica biodegradabile.

 

1. Sintesi basata su 1, 2- propanediolo

Poiché la tecnologia di sintesi di 1, 2- propanediolo è relativamente matura e la qualità e l'output del prodotto sono relativamente stabili, ci sono molti rapporti sulla sintesi di esso usando il glicole propilenico come materia prima principale.

1) Metodo del phosgene glicole propilenico: la prima preparazione industriale è stata la reazione di sintesi di 1, 2- propenediolo e fosgene.

Il phosgene è una sostanza altamente tossica, causando gravi danni alle persone e all'ambiente; Inoltre, viene generato l'acido cloridrico sottoprodotto, che non solo riduce l'economia atomica del processo, ma aumenta anche il costo di investimento del processo a causa della corrosione dell'acido cloridrico sull'apparecchiatura. Pertanto, l'uso di questa legge è stato proibito.

2) Metodo dell'urea del glicole propilenico

La sua sintesi di urea e 1, 2- propanediolo è stata studiata maggiormente in Cina. Quando il glicole propilenico reagisce con l'urea per sintetizzarecarbonato di propilene, il primo passo è generare amino carbonato e il secondo passo è la deaminazione e la ciclizzazione di amino carbonato per generare il prodotto target, accompagnato dalla generazione di ammoniaca sottoprodotto. Il precedente brevetto riportato per la preparazione di esso da urea e glicole propilenico ha introdotto lievi condizioni di reazione e elevata resa del prodotto target. Il catalizzatore introdotto è la stagno organico, che ha una certa tossicità.

L'uso del catalizzatore a base solida può ridurre la tossicità del processo. In presenza di alcali solidi, come l'ossido di zinco, la temperatura di reazione è di 100 ~ 200 gradi, viene introdotto azoto e, dopo un certo tempo di reazione, la resa del prodotto calcolata dall'urea può raggiungere il 99%. Quando viene utilizzato il catalizzatore di ossido di calcio composito, a condizione che la temperatura è di 150 ~ 160 gradi, la conversione dell'urea è del 95%~ 98%e la sua selettività è del 90%~ 98%. Il catalizzatore può essere riciclato.

Usando MGO calcolato dal carbonato di magnesio di base come catalizzatore, è stato sintetizzato da urea e glicole propilenico. Dopo 3 ore di reazione a 170 gradi, la resa del PC era superiore al 90%. I composti inorganici di piombo e zinco sono stati usati come catalizzatori eterogenei. La sua resa era del 98% in urea a 160 gradi per 6 ore; Il prodotto di reazione e il catalizzatore sono facili da separare. Usando l'ossido di Fe Zn come catalizzatore, la resa era del 78% dopo la reazione a 170 gradi per 2H. Il principale componente attivo del catalizzatore è ZnO, che è promosso dall'azione congiunta di ZnO e Znfe₂O₄. Il costo del prodotto sintetizzato dal metodo dell'urea del glicole propilenico è relativamente basso e presenta alcuni vantaggi nelle materie prime del processo.

3) Metodo di anidride carbonica glicole propilenico

Il processo di reazione utilizza l'anidride carbonica. L'anidride carbonica è un gas serra. Poiché la concentrazione di anidride carbonica sulla superficie terrestre è aumentata a causa delle attività umane, è un'idea sintetica verde usare l'anidride carbonica come materia prima per ripararlo in sostanze chimiche e sono state osservate rapporti pratici. Al momento, sebbene l'anidride carbonica utilizzata nella maggior parte degli studi non sia direttamente dalle emissioni, anche il suo pensiero è considerato verde. Il catalizzatore utilizzato in questo metodo è il sale metallico alcalino o il sale metallico alcalino e l'attività catalitica del carbonato di potassio è elevata. Nel sistema catalitico omogeneo, la resa del propilene carbonat può raggiungere il 12,6%.

Al fine di superare le difficoltà della separazione del prodotto e del riciclaggio del catalizzatore causato dalla reazione catalitica omogenea, il carbonato di potassio è stato caricato su carbonio attivo per una reazione catalitica eterogenea. I risultati hanno mostrato che la selettività dei prodotti è stata migliorata. L'acetonitrile solvente è stato utilizzato nel processo di sintesi, che ha ridotto il grado verde del processo. I composti organici di stagno, come BU2SNO o BU2SN (OME) 2, possono anche catalizzare la reazione di 1, 2- propanediolo e biossido di carbonio per produrre propilene carbonat in condizioni supercritiche.

L'aggiunta di cosolvent o la presenza di agente disidratante è benefica per la produzione e la resa del prodotto. L'acqua viene generata durante la reazione di 1, 2- propanediolo e anidride carbonica, che riduce il tasso di utilizzo dell'atomo nel processo di reazione e il prodotto sarà idrolizzato, quindi la resa del prodotto sarà inibita dall'acqua. Questo è un grave problema da risolvere nel processo di industrializzazione.

4) Metodo di scambio di glicole propilenico ed estere

Può essere preparato mediante transesterificazione di 1, 2- propanediolo con dietil carbonato o dimetil carbonato.

La sua resa era dell'88% quando il metallo alcalino o la terra alcalina veniva usata come catalizzatore e reagiva a 144 gradi a pressione normale per 12 ore. Se la base di dilaurate di dibutyltin e tracce è usata come catalizzatore per la reazione di transesterificazione, viene utilizzato il reflusso di xilene per controllare la temperatura di reazione e l'etanolo, il sottoprodotto, viene continuamente frazionato, le fasi di funzionamento possono essere ridotte. Tuttavia, le materie prime utilizzate in questo metodo sono costose e la tossicità del catalizzatore organotina è relativamente elevata, quindi non è un processo verde ideale.

2. Sintesi basata sull'ossido di propilene

La ciclizzazione di addizione dell'ossido di propilene e dell'anidride carbonica da produrre è una reazione esotermica e di riduzione del volume. Pertanto, le condizioni di bassa temperatura e alta pressione sono favorevoli alla reazione. Poiché è una reazione di addizione, l'economia atomica del processo può raggiungere 100 teoricamente, ma la situazione reale è correlata al sistema catalitico utilizzato.

Il sistema catalitico include principalmente il sistema catalitico omogeneo e il sistema catalitico eterogeneo. Nel sistema catalitico omogeneo, il catalizzatore complesso può catalizzare la reazione dell'ossido di propilene e dell'anidride carbonica da produrre. Il suo svantaggio è che la concentrazione di catalizzatore è relativamente elevata e la resa di reazione è relativamente bassa. Il sale di ammonio quaternario, il sale di fosfina quaternaria e il catalizzatore di sale metallico alcalino hanno un'elevata attività catalitica per la reazione di addizione dell'ossido di propilene con anidride carbonica e il tasso di conversione è relativamente elevato.

Un catalizzatore complesso di ioni metallici omogenei, nome in codice MC -3, catalizza la reazione di ossido di propilene con anidride carbonica nelle condizioni di temperatura di reazione di 135 gradi e pressione di 3 MPa e la resa di esso è superiore al 94%. Inoltre, il catalizzatore di sale metallico alcalino può anche catalizzare la sintesi dicarbonato di propileneCon l'aiuto dell'etere della corona macrociclica. A causa della forte tossicità dell'etere della corona macrociclica, il valore pratico di questo metodo di sintesi è ridotto.

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