بررسی پارامترهای مؤثر در سنتز N (1و3 دی متیل بوتیل) N' فنیل پارافنیلن دی آمین به عنوان آنتی اوزونان و آنتی اکسیدان الاستومرهای طبیعی و سنتزی

نوع مقاله: علمی-پژوهشی

نویسندگان

تهران، پژوهشگاه صنعت نفت، پژوهشکده شیمی و پتروشیمی، صندوق پستی 137 ـ 14665

چکیده

ترکیب N (1،3 دی متیل بوتیل) N' فنیل پارا فنیلن دی آمین با نام تجارتی سانتوفلکس 6PPD یک عامل بازدارنده قوی در برابر اکسیداسیون و اوزوناسیون برای الاستومرهای سنتزی و طبیعی و به عنوان پایدار کننده پلیمرهای سنتزی مورد استفاده قرار می ‌گیرد. افزایش این ماده برای محافظت در برابر شکل‌های گوناگون فرسودگی، خستگی و انعطاف پذیری اجزای لاستیکی در شرایط عملیاتی ایستا و دینامیک، طی زمان انبار داری و استفاده در دماهای بالا نیاز است. در این پژوهش، تهیه سانتوفلکس از 4- آمینو دی فنیل آمین(4-ADPA) و متیل ایزو بوتیل کتون(MIBK) در مجاورت کاتالیست  Pt/C5% با بهینه سازی متغیرهای ترمودینامیکی (دما، فشار ) و متغیرهای سینتیکی(دور همزن، زمان واکنش، نسبت مولی) با حضور یک اکسیدکننده مورد بررسی قرار گرفت. در مرحله اول، از واکنش مستقیم نیتروبنزن، آنیلین در مجاورت یک باز قوی و با تغییر نسبت مولی هیدروژن پرکسید به نیتروبنزن، 4- نیترو و4- نیتروزو دی فنیل آمین تهیه شد که در ادامه با هیدروژناسیون در فشارpsig  220- 200 در دمای °C80 و در مجاورت کاتالیست Pt/C5% ، 4- آمینو دی فنیل آمین با افزایش بازدهی تا حدود 10% نسبت به روش ‌های متداول و با کاهش مواد جانبی تهیه شد. در مرحله بعدی، با بهینه سازی شرایط واکنش، 4- آمینو دی فنیل آمین با متیل ایزوبوتیل کتون در فشار psig800 گاز هیدروژن در دمای °C 175- 170 و در حضور کاتالیست Pt/C 5% ، سانتو فلکس با بازدهی 95% و خلوص بالای 99% تهیه شد. که نسبت به روش‌های متداول 3% فزایش داشت. شناسایی کلیه ترکیب‌های تهیه شده با روش‌های طیف سنجی زیر قرمز، رزونانس مغناطیسی هسته پروتون، تجزیه عنصری و کروماتوگرافی گازی انجام شد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


[1] Datta R.N., Talma A.G., Bathmen, Rubber Vulcanizates Having Improved Ageing Properties, USP 2001/0031836A1(2002).

[2] Keller R.W., Degradation of Ethylene-Propylene Elastomers in the Presence ofOzone, Rubber Chem. Technol., 58, p. 637(1985).

[3] Zhao J., Ghebremeskel G.N., A Review of Some of the Factors Affecting Fracture and Fatigue in SBR and BR Vulcanizates, Rubber Chem. Technol., 74, p. 409(2001).

[4] Erhardt D., Enviromental Resistance, Int. Polym. Sci. Technol., 25, p. 11(1998).

[5] Rakovski S.K., Cherneva D. R., Durability of Rubber Products, Int. J. Polym. Mater., 14, p. 21(1990).

[6] Scott G.,Initiation Processes in Polymer Degradation, Rubber Chem. Technol., 58, p. 269(1985).

[7] Bolland J.L., Quart. Rev.,Photo Chemistry of Man-Made Polymers, Chem. Soc., 3, p. 1(1949).

[8] Shelton J.R., Vincent D.N., Kinetic of Radical Polymerization, J. Am. Chem. Soc., 85, p. 2433(1963).

[9] Bateman L., Cain M., Colclough T., Cunneen J.I., Oxidation of Organic Solphides, Part XIII, The Anioxidant Action of Sulphoxides and Thisulphinates in Autooxidang Squalene, J. Chem., Soc., p. 3570(1962).

[10] Ambelang J.C., Kline R.H., Lorenz O.M., Parks C.R., Wadelin C., Antioxidants and Antiozonants for General Purpose Elastomers, Rubber Chem. Technol., 36, p. 1497(1963).

[11] Saito Y., Ozonalysis of Model Olefins -Efficiency of Anti-Ozonants, Int. Polym. Sci. Technol., 22, p. 47(1995).

[12] Bruck D., Konigshofen H., Ruetz L., The Action of Antiozonants in Rubber, Rubber Chem. Technol., 58, p. 728 (1985).

[13] Bailey P.S., "Ozonation in Organic Chemistry", Academic Press, New York, 39.1(1978).

[14] Ho K.W., Ozonation of Hydrocarbon Diene Elastomers: a Mechanistic Study, Journal of Polymer Science Part A: Polymer Chemist, 24(10), p. 2467(1986).

[15] Hong S.W., Greene P.K., Lin C.Y., Durability of Rubber Products, Paper 65, ACS Rubber Division 155th Conference, Chicago, IL(1999).

[16] Latimer R.P., Hooser E.R., Layer R.W., Rhee C.K., Mechanisms of Ozonation of N,N′-di- (1-Methylheptyl)- p-Phenylenediamine, Rubber Chem. Technol., 53, p. 1170(1980).

[17] Latimer R.P., Hooser E.R., Layer R.W., Rhee C. K., Amines, Aromatic, Phenylenediamines, Rubber Chem. Technol., 56, p. 431(1983).

[18] Stren M.K., Bashkin, J.K., (to Monsanto), Method of Preparing 4-Aminodiphenylamine, USP 5117063(1992).

[19] Stern M.K., Bashkin J.K., (to Monsanto), Method of Preparing 4-Aminodiphenylamine,USP 5453541(1996).

[20] Stern M.K., Bashkin J.K., (to Monsanto), Process for Preparing N-Aliphatic Substituted P-Phenylenediamine, USP 5252737(1993).

[21] Stern M.K., Bashkin J.K., (to Monsanto), Process for Preparing p-Nitro Aromatic Aamide and Products Thereof, USP 5331099(1994).

[22] Stern M.K., Chang K.M., (to Monsanto), Process for Preparing Substituted Aromatic Azo Compounds, USP 5552531(1996).

[23] Stern M.K., Chang K.M., (to Monsanto), Process for Preparing Substituted Aromatic Amines, USP 5633407(1997).

[24] Solodar (to Monsanto), Preparation of Substituted Aromatic Amines, USP 4760186(1988).

[25] Stren M K., Chang K.M., (to Monsanto), Process for Preparing Substituted Aromatic Amines, USP5382691(1995).

[26] Stren M.K., Chang K.M., (to Monsanto), Process for Preparing Substituted Aromatic Amines, USP5618979(1997).

[27] Eok Kim J., Park J.C., Sun Lee K., Method for Preparing 4 Aminodiphenyl Amine, USP0258887A1(2006).

[28] Triplett II R.D., Rains R.G., Process for Preparing 4 Amino Diphenyl Amine Intermediate,USP 0191641 A1(2007).

[29] Fongy W.S., N-(1,3-Dimethyl Butyl)-N'-Phenyl-P-Pheylenediumine via a Novel 4-Nitrodiphenylamine and 4-Nitro Diphenylamine, Process Economics Progres (PEP), PEP 92-2-3, SRI International(1993).

[30] Stren M.K., Hileman F.D., Bashkin J.K, Direct Coupling of Aniline and Nitrobenzene: A New Example of Nucleophilic Aromatic Substitution for Hydrogen, J. Am. Chem. Soc., 114, p. 9237(1992).

[31] Triplett II R.D., Rains R.K., Process for Preparing 4-Aamino Diphenyl Amine Intermediate, US P0110986(2004).

[32] Triplett II R.D., Rains R.K., Process for Preparing 4-Amino Diphenyl Amine Intermediate, USP6395933B1(2002).

[33] Reinartz K., Brill A., Schuhmacher F., Process for the Preparation of Optionally Substituted 4 Aminodiphenylamine, USP 5739403(1998).

[34] Feng X., Wang N., Mao X., Yu R., Chen Q., Process for the Preparation 4-Amino Diphenylamine, USP 0048465A1(2009).

[35] “Ulmans Encyklopd”, Die Der Technischen Chemie, 4th Edition, Vol. 13, p.141(1985).

[36] Chen B., Arunajatesan V., Morrow J.L., Catalytic Reductive Alkylation of Aromatic and Alkyl Amines and Diamines over Sulfided and Unsulfided Platinum Group Metals, in: Michael Pronier (Ed.), "Catalysis of Organic Reaction", CRC Press (Michael Pronier (EDS.)), p.159(2008).