【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于高分子材料合成，具体涉及一种用于合成聚氧化乙烯的催化剂及其制备方法。
技术介绍
1、聚氧化乙烯（peo）是一种应用广泛的高分子材料，例如：在医药中，聚氧化乙烯能够作为增稠剂、稳定剂和粘合剂，用于制造片剂、胶囊和混悬剂等，还能够用于制备控释药物载体；在化妆品中，聚氧化乙烯能够作为乳化剂、增稠剂和保湿剂；在造纸工业中，聚氧化乙烯能够用于纸张的表面施胶和增强剂；在水处理中，聚氧化乙烯能够作为絮凝剂，还能够用于制备反渗透膜和超滤膜；在建筑材料中，聚氧化乙烯能够用于水泥和混凝土的外加剂，提高其流动性和抗裂性。
2、聚氧化乙烯主要通过环氧乙烷的开环聚合反应合成。在聚合过程中，环氧乙烷在催化剂的作用下，发生开环反应，形成聚氧化乙烯链。聚合反应可以在本体、溶液或悬浮等不同体系中进行。聚氧化乙烯的合成通常需要使用金属催化剂。催化剂在聚氧化乙烯的合成中起着至关重要的作用，它能够降低聚合反应的活化能，提高反应速度，控制聚合物的分子量和分子量分布。此外，催化剂还能够影响聚合物的结构和性能，如结晶度、溶解性和热稳定性等。
3、随着对聚氧化乙烯合成技术的不断研究和发展，催化剂也在不断改进和创新。早期的催化剂主要是碱金属及其氧化物，这些催化剂虽然能够促进聚合反应的进行，但由于反应速度快，会导致分子量分布较宽，不易控制产物的精确分子量。后来，人们开发出了碱土金属及其氧化物、氢氧化物等催化剂，碱土金属催化剂活性相对适中，在一定程度上能够更好地控制聚合反应速率，有利于获得分子量分布相对较窄的聚氧化乙烯产物。
4、一
5、另外，反应温度、压力等条件也会聚合反应起到影响。较高的反应温度会使催化剂活性增强，聚合反应速度加快，但也会导致产物分子量下降，因为高温下链转移等副反应更容易发生。合适的反应压力能够促进环氧乙烷的开环聚合，但如果压力过高或过低，也会影响催化剂的活性和产物的分子量。
6、因此，选择合适的催化剂和用量，并控制好反应条件，对于环氧乙烷开环聚合制备聚氧化乙烯过程中获得所需分子量的产物至关重要。尤其是催化剂的选择，直接影响着聚氧化乙烯产物的性质和纯度。目前，催化剂又改进出各种复合催化剂，主要包括钙和锶双金属催化剂体系、氨钙纳米二氧化硅催化剂体系、氨钙二乙基锌溶液复合催化剂体系等。除了复合催化剂，采用改性剂对催化剂进行改性，也能够进一步改善催化剂活性，更好的控制反应体系，得到分子量分布相对集中、纯度相对较高的聚氧化乙烯产物。例如环氧丙烷和乙腈对氨钙催化剂的活性改性，但还满足不了更高产物纯度和分子量分布集中性的使用要求。
7、随着科技不断发展进步和高质量发展要求，各个应用领域对聚氧化乙烯的性质和纯度要求也越来越高，因此，需要不断开发和改进催化剂性能和聚氧化乙烯的制备工艺，以符合越来越高使用需求。
技术实现思路
1、为了进一步控制催化剂的活性，提高使用稳定性，获得精准目标分子量的聚氧化乙烯，以及获得分子量分布更加集中、纯度更高的聚氧化乙烯。本专利技术提供一种用于合成聚氧化乙烯的催化剂及其制备方法，采用低聚果糖改性的zif-8对氨钙催化剂进行负载，提高氨钙催化剂的分散性和稳定性，采用甲基丙烯腈配合改性提高氨钙催化剂的稳定性；催化剂对环氧乙烷进行催化制备得到聚氧化乙烯产率高、纯度高，且分子量分布非常集中，热稳定性好，大幅提高低分子量聚氧化乙烯的质量。其具体技术方案如下：
2、一种用于合成聚氧化乙烯的催化剂，催化剂为改性zif-8负载氨钙催化剂，负载质量比为：改性zif-8:氨钙催化剂=（25～30）:（5～8）；改性zif-8为低聚果糖改性的zif-8。
3、上述催化剂中，zif-8为高比表面积的金属有机框架材料zif-8，粒径为650nm以上，比表面积为1500m²/g以上。
4、上述催化剂中，氨钙催化剂的制备方法包括如下步骤：
5、s1：按质量比，液氨:金属钙=（80～100）:（1～1.5），在惰性气体保护下，将液氨和金属钙进行络合反应，生成氨钙络合物液；
6、s2：按质量比，氨钙络合物溶液:改性剂:溶剂=（80～100）:（0.3～1）:（100～150），将改性剂溶于溶剂中，然后加入氨钙络合物液中进行改性反应，脱氨，陈化，得到氨钙催化剂粗品；
7、s3：将氨钙催化剂粗品采用溶剂进行重悬洗涤和过滤2次～4次，最后过滤，取固体，干燥，得到氨钙催化剂。
8、上述氨钙催化剂的制备方法，s1中，金属钙的纯度为99.5%以上；络合反应的温度为-50℃～-35℃，络合反应的时间为1h～1.5h。
9、上述氨钙催化剂的制备方法，s2中，改性剂的成分质量比为：环氧乙烷:丁腈:甲基丙烯腈=（5～10）:（0.5～1）:（0.3～0.6）；
10、上述氨钙催化剂的制备方法，s2中，溶剂的成分质量比为：120号溶剂油:甲苯=（8～10）:（1.5～3）。
11、上述氨钙催化剂的制备方法，s2中，改性反应的温度为-35℃～-34℃，改性反应的时间为1.5h～2h；脱氨的温度为-10℃～20℃，脱氨的时间为2h～3h；陈化的温度为130℃～150℃，陈化的时间为2h～3h。
12、上述氨钙催化剂的制备方法，s3中，干燥的温度为120℃以上。
13、上述一种用于合成聚氧化乙烯的催化剂的制备方法，包括如下步骤：
14、n1：按质量比，低聚果糖:zif-8:纯化水=（5～8）:（50～60）:（250～300），先将低聚果糖溶于纯化水中，然后加入zif-8，超声混合，离心分离，取固体，真空干燥，得到改性zif-8；
15、n2：按质量比，氨钙催化剂:改性zif-8:纯化水=（5～8）:（25～30）:（150～180），先将氨钙催化剂加入纯化水中，在3℃～8℃，超声混合，得到悬浮液；然后将改性zif-8加入悬浮液中，在3℃～8℃，低速搅拌30min～40min，使改性zif-8负载氨钙催化剂，离心分离，取固体，真空干燥，得到催化剂。
16、上述催化剂的制备方法，s1中：超声混合的超声频率为20khz～30khz，超声混合的时间为30min～50min；离心分离的转速为4000r/min～6000r/min，离心分离的时间为15min～25min；真空干燥的温度为90℃～100℃，真空干燥的时间为30min～60min。
17、上述催化剂的制备方法，s2中：超声混合的超声频率为20khz～30khz，超声混合的时间为10min～20min；低速搅拌的转速为60r/min～80r/min，低速搅拌的时间为30min～40min；离心分离的转速为4000r/min～6000r/min，时间为15min～25min；真空干燥的温度本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于合成聚氧化乙烯的催化剂，其特征在于，催化剂为改性ZIF-8负载氨钙催化剂，负载质量比为：改性ZIF-8:氨钙催化剂=（25～30）:（5～8）；所述改性ZIF-8为低聚果糖改性的ZIF-8。
2.根据权利要求1所述的一种用于合成聚氧化乙烯的催化剂，其特征在于，ZIF-8为高比表面积的金属有机框架材料ZIF-8，粒径为650nm以上，比表面积为1500m²/g以上。
3.根据权利要求1所述的一种用于合成聚氧化乙烯的催化剂，其特征在于，所述氨钙催化剂的制备方法包括如下步骤：
4.根据权利要求3所述的一种用于合成聚氧化乙烯的催化剂，其特征在于，S1中，所述金属钙的纯度为99.5%以上；所述络合反应的温度为-50℃～-35℃，所述络合反应的时间为1h～1.5h。
5.根据权利要求3所述的一种用于合成聚氧化乙烯的催化剂，其特征在于，S2中，所述改性剂的成分质量比为：环氧乙烷:丁腈:甲基丙烯腈=（5～10）:（0.5～1）:（0.3～0.6）；所述溶剂的成分质量比为：120号溶剂油:甲苯=（8～10）:（1.5～3）。
7.根据权利要求3所述的一种用于合成聚氧化乙烯的催化剂，其特征在于，S3中，所述干燥的温度为120℃以上。
8.一种用于合成聚氧化乙烯的催化剂的制备方法，用于制备权利要求1所述的一种用于合成聚氧化乙烯的催化剂，其特征在于，制备方法包括如下步骤：
9.根据权利要求8所述的一种用于合成聚氧化乙烯的催化剂的制备方法，其特征在于，S1中：所述超声混合的超声频率为20kHz～30kHz，超声混合的时间为30min～50min；所述离心分离的转速为4000r/min～6000r/min，离心分离的时间为15min～25min；所述真空干燥的温度为90℃～100℃，真空干燥的时间为30min～60min；
10.一种用于合成聚氧化乙烯的催化剂的应用，采用权利要求1所述的一种用于合成聚氧化乙烯的催化剂，其特征在于，催化剂用于催化环氧乙烷开环聚合制备聚氧化乙烯，催化剂的添加量为环氧乙烷质量的1.0%～2.0%，制得聚氧化乙烯的纯度为99.70wt%以上，中位分子量Mmed为35万～65万。
...【技术特征摘要】
1.一种用于合成聚氧化乙烯的催化剂，其特征在于，催化剂为改性zif-8负载氨钙催化剂，负载质量比为：改性zif-8:氨钙催化剂=（25～30）:（5～8）；所述改性zif-8为低聚果糖改性的zif-8。
2.根据权利要求1所述的一种用于合成聚氧化乙烯的催化剂，其特征在于，zif-8为高比表面积的金属有机框架材料zif-8，粒径为650nm以上，比表面积为1500m²/g以上。
3.根据权利要求1所述的一种用于合成聚氧化乙烯的催化剂，其特征在于，所述氨钙催化剂的制备方法包括如下步骤：
4.根据权利要求3所述的一种用于合成聚氧化乙烯的催化剂，其特征在于，s1中，所述金属钙的纯度为99.5%以上；所述络合反应的温度为-50℃～-35℃，所述络合反应的时间为1h～1.5h。
5.根据权利要求3所述的一种用于合成聚氧化乙烯的催化剂，其特征在于，s2中，所述改性剂的成分质量比为：环氧乙烷:丁腈:甲基丙烯腈=（5～10）:（0.5～1）:（0.3～0.6）；所述溶剂的成分质量比为：120号溶剂油:甲苯=（8～10）:（1.5～3）。
6.根据权利要求3所述的一种用于合成聚氧化乙烯的催化剂，其特征在于，s2中，所述改性反应的温度为-35℃～-3...
【专利技术属性】
技术研发人员：储根初，陆平晔，王伟，孙一民，叶纪峰，
申请(专利权)人：上海联胜化工有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。