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分子復(fù)合改性MCA制各新技術(shù)及產(chǎn)業(yè)化

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所屬學(xué)科：

分子表征

來(lái)源：

2014年全國(guó)高分子材料科學(xué)與工程研討會(huì)

簡(jiǎn)介：

三聚氰胺氰脲酸鹽(MCA)是一種天然氣化工下游精細(xì)化學(xué)產(chǎn)品，主要用作聚合物材料（主要為尼龍）的環(huán)保型無(wú)鹵阻燃劑。近年來(lái)，隨著阻燃劑工業(yè)及下游新材料及裝備制造業(yè)快速發(fā)展，我國(guó)己成為全球MCA最大生產(chǎn)國(guó)和消費(fèi)國(guó)，其年產(chǎn)量超過(guò)20萬(wàn)噸，而以MCA為基礎(chǔ)的各種下游阻燃聚合物材料己超過(guò)200萬(wàn)噸，總產(chǎn)值超過(guò)500億元。目前國(guó)內(nèi)外MCA的工業(yè)合成均采用日本上世紀(jì)專(zhuān)利技術(shù)氰尿酸法，以三聚氰胺(ME)和氰尿酸(CA)為原料，熱水為分散介質(zhì)，在堿金屬化合物作催化劑條件下進(jìn)行氫鍵自組裝生成MCA，由于ME和CA均為具平面共扼分子結(jié)構(gòu)的三嗪類(lèi)化合物，其中ME分子中三個(gè)胺基及CA分子中的三個(gè)仲胺基為推電子官能團(tuán)，而CA分子中三個(gè)羰基及ME分子中三嗪環(huán)上的三個(gè)N原子構(gòu)成吸電子基團(tuán)，因此兩者可在其分子三個(gè)方向上形成九個(gè)氫鍵，從而組裝成具有規(guī)整結(jié)構(gòu)的巨大平面氫鍵網(wǎng)絡(luò)，因此MCA超分子結(jié)構(gòu)類(lèi)似一張巨大薄餅。但傳統(tǒng)合成MCA技術(shù)存在如下缺點(diǎn)：MCA大平面氫鍵網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)使其流體力學(xué)半徑很大，導(dǎo)致反應(yīng)體系粘度極高，攪拌困難，反應(yīng)速度慢，反應(yīng)時(shí)間通常在3小時(shí)以上；為降低體系粘度，傳統(tǒng)合成工藝中水／物料配比通常高達(dá)5/1，導(dǎo)致生產(chǎn)效率低、能耗高，且初產(chǎn)品需過(guò)濾；反應(yīng)體系中引入的堿金屬化合物催化劑殘留會(huì)造成阻燃性能下降，必須對(duì)初產(chǎn)品洗滌純化，工藝復(fù)雜且產(chǎn)生廢水。另外，目前國(guó)產(chǎn)MCA阻燃性較差，通常只能達(dá)到垂直燃燒UL94-V2級(jí)別，因此如何改進(jìn)MCA合成工藝和提升產(chǎn)品品質(zhì)，是我國(guó)MCA產(chǎn)業(yè)面臨的重大技術(shù)性難題。

作者：

劉淵，王琪，張聰娟，陳炎波

上傳時(shí)間：

2014-12-03 13:25:13

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