بهینه‌سازی سنتز کاتالیست پخت دی‌بوتیل‌تین ‌دی‌لورات (DBTDL) و بررسی سینتیک واکنش تهیه پلی‌یورتان

نوع مقاله : علمی-پژوهشی

نویسندگان

گروه شیمی، دانشکده و پژوهشکده علوم پایه، دانشگاه جامع امام حسین(ع)، تهران، ایران

چکیده

کاتالیست دی­ب وتیل­ تین­ دی­ لورات به عنوان یکی از کاتالیست‌های مهم قلع طی سه دهه اخیر در صنعت تهیه پلی‌یورتان مورداستفاده قرارگرفته است.. در این پژوهش سنتز دی­بوتیل­تین­دی­لورات (DBTDL) با استفاده از دی­بوتیل­تین­دی­کلرید و دی­بوتیل ­تین ­دی­ اکسید در شرایط دمایی و حلال‌های گوناگون انجام شد. در تمام روش‌ها لوریک اسید به عنوان ماده ضروری در فراهم آوردن لیگاند لورات مورداستفاده قرار گرفت. نتیجه­ ها نشان داد از بین این روش‌ها بهترین راندمان (95%) مربوط به استفاده از حلال تتراهیدروفوران در دمای محیط (ماده اولیه دی ­بوتیل­ تین­ دی­ کلرید) و حلال تولوئن در دمای بازروانی (ماده اولیه دی­ بوتیل­ تین­ دی­ اکسید) است.  تعیین مشخصه های فراورده واکنش با استفاده از روش‌های دستگاهی IR, 1H-NMR, 13CNMR انجام شد. مطالعه سینتیکی واکنش پخت پلی­یورتان در حضور DBTDL.، با بررسی اثر دما بر سرعت واکنش فرایند پخت در حضور کاتالیست تجاری و کاتالیست سنتزی انجام شد. برای این منظور اندازه ­گیری تغییر شدت پیک جذب ایزوسیانات ([1]IPDI) در فرکانس کششی cm-12266 توسط طیف بینی IR در دماهای گوناگون انجام شد. با استفاده از داده‌های به‌دست‌آمده از بررسی اثر دما، افزون بر ثابت سرعت، میزان پیشرفت واکنش و انرژِی فعال­ سازی واکنش پخت پلی­یورتان در حضور دو نوع کاتالیست تجاری و سنتزی محاسبه شد. مقدارهای انرژی فعال­سازی با استفاده از کاتالیستDBTDL  تجاری و سنتزی به ترتیب 09/65 و 09/54 کیلوژول بر مول به دست آمد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


[1] Bossert C., “Introduction to Organotin Chemistry and Application”, Wayne, Pennsylvania (2004).
[2] Poller R.C., “The Chemistry of Organotin Compound”, Academic Press (1970).
[3] Wen, Z.; Hu, W.; Chi, X.; Wang, X.; Tian, D.; Wang, M.; Liu, J.; Ma, X.; Pang, A. DFT Study of the Catalytic Mechanism for Urethane Formation in the Presence of Basic Catalyst 1,4‐diazabicyclo[2.2.2]octane, Commun. Comput. Chem., 2: 22-25 (2014).
[4] Yongjun L., Yi L.,Synthesis Method of Dibutyltin Dilaurate, CN Pat.102838631 A (2012).
[5] Chong W., Method for Preparing Dibutyltin Dilaurate Catalyst, CN Pat.102516544 A (2012).
[6] Massaki S., Nobuhisa M., Process for Production of Dialkyltin dialkoxide, EP 07829108A (2007).
[7] پیر زمان، آرش؛ کامران، کاظمینی، محمد؛ مطالعه تجربی پلیمریزاسیون پلی بوتادی ان دارای انتهای هیدروکسیل (HTPB) با ایزوفرن دی ایزوسیانات (IPDI)، مجله علمس- پژوهشیموادپرانرژی سالچهارم، (8)2 : 29 تا 38 (1388).
[9] Yee R.Y., Adicoff A., Polymerization Kinetics in Propellant of the Hydroxyl Terminated Polybutadiene–Isophorone Diisocyanate System, J. Appl. Polym. Sci., 20: 1117- 1124 (1976).
[10] باریکانی، مهدی؛ بابانعلبندی، احمد؛ احمدی، علی؛ مطالعه  و بررسی سینتیک پلیمر شدن پلی یورتان با روش (DSCعلوم و تکنولوژی پلیمر،(3)4 : 186 تا 192 (1370).
[12] Tanver A., Huang M.H., Hei Z., Chemical Kinetic Studies on Polyurethane Formation of GAP and HTPB with IPDI by Using In Situ FT-IR Spectroscopy, Adv. Mat. Res., 1061: 337-341 (2015).
[13] Yang P.F., Yu Y.H., Wang S.P., Li T.D., Kinetic Studies of Isophorone Diisicyanate–Polyether Polymerization with in situ FT-IR, Int. J. Polym. Anal., 16: 584–590 (2011).
[13] Saunders, K. J. “Dictionary of Analytical Reagents”; Org. Polym. Chem. Chapman and Hall,London, (1973).
[14] NOFC, Dibutyltin Dilaurate Military Specifications, DOD-D-82727. (1983)
[15] Wen Qing Zhen.; Zou Chao.; Zhu Jinhua, FT-IR Study of Polyurethane Curing Behavior Polymer, Materials Science and Engineering, 19(1): 108-111 (2003).
[16] Connors K. A., “Chemical Kinetics-The Study of Reaction Rates in Solution”, VCH Publishers, New York, (1990).