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应用于聚合甘油合成反应的固体碱催化剂的研究

聚甘油在生产中上应用广泛,可以作为食品的包装材料、结晶调节剂等,用聚甘油制备的中碳链脂肪酸聚甘油酯可以作为无毒无害的食品添加剂使用。目前工业上多采用液体酸碱作为催化剂合成聚甘油,但是液体酸碱催化剂在使用时存在这各种各样的问题,酸催化时产物复杂、环状聚甘油的含量高、对设备要求严格;碱催化虽然可以很好的解决上述问题,但是生产所需要的能耗高、产品的颜色深增加了后期处理的成本。而固体碱催化剂具有产物易分离、可循环使用等诸多优点可以很好的解决上述问题,因此本论文就将固体碱催化剂应用于甘油的聚合进行了研究,主要内容包括: 采用浸渍法在不同的条件下制备固体碱,以甘油的聚合度作为固体碱性能的评价指标,比较不同的固体碱催化剂的性能,找出适用于甘油聚合反应的固体碱催化剂。结果表明:采用等体积浸渍法制备的固体碱催化剂合成聚甘油的聚合度要高于采用共沉淀法制备的固体碱合成的聚甘油;采用A12O3做载体制备聚甘油的聚合度要好于Zr02做载体的制备聚甘油的聚合度;KF做催化剂的固体碱的性能要优于NaOH和K2CO3做催化剂的固体碱的性能;采用水做溶剂制备固体碱的性能高于乙醇做溶剂制备的固体碱的性能。 对于甘油聚合反应的KF/Al2O3固体碱催化剂的最佳制备条件为:煅烧温度600-C,负载量为40%;所制备的固体碱强度都在15.0-17.2之间,属于固体强碱类;负载量的变化只影响聚甘油的种类,对不同聚合度的聚甘油的相对含量影响不是很大;煅烧温度的变化不仅影响聚甘油的种类,而且对不同聚合度的聚甘油的相对含量有着很大的影响。 对于采用KF/Al2O3制备聚甘油的最优工艺条件为:反应时间为5h,反应温度260℃,催化剂用量为4.32%。超过最佳条件后,生成低聚甘油的含量升高,从而导致生成物的平均聚合度有所降低。