双季戊四醇的合成、分析及应用研究

双季戊四醇的合成、分析及应用研究

**双季戊四醇（Di-pentaerythritol，简称Di-PE或DPE）是一种重要的精细化工中间体，最初作为甲醛和乙醛在矿性介质中缩合生产季戊四醇过程中的副产物被发现。它在常温常压下呈白色粉末状，略有甜味，基本无毒。本文将详细介绍双季戊四醇的合成方法、反应机理、分析检测方法及其在多个领域的应用。

合成方法

双季戊四醇的合成通常采用乙醛与甲醛的混合溶液与强碱溶液在水和固体碱催化剂存在下进行反应。具体操作是将乙醛先与部分甲醛（总量的1/3～1）混合，剩余甲醛在反应过程中逐步加入。这种方法具有较高的选择性，合成得率可达40%以上。该方法不仅原料成本低、反应条件温和、能耗小，而且可以直接在传统的季戊四醇生产装置上进行，显示出良好的工业化前景。

合成机理

研究发现在碱性催化剂存在下，甲醛和乙醛可以合成双季戊四醇。固体碱MgO上的催化效果与液体碱NaOH相当。通过原位红外光谱研究发现，甲醛和乙醛在MgO上的吸附会削弱分子中的C=O双键，甲醛与乙醛原位反应后生成α,β不饱和醛吸附物种，表明反应经历了丙烯醛中间物。

气相色谱分析

采用柱前衍生-气相色谱法可以有效分离并测定混合物中的季戊四醇和双季戊四醇。具体操作是在封闭试管中，将试样与甘露醇、4-二乙氨基吡啶及乙酸酐和吡啶的混合溶液在120℃下加热，每隔10分钟摇动溶液直至澄清。此时，季戊四醇、双季戊四醇及甘露醇均生成乙酸酯衍生物，取此澄清溶液进行色谱分析。该方法具有较高的准确性和重复性，RSD值分别小于0.21%和0.14%，测定值与标准值之间的偏差均小于0.7%。

固-液相平衡研究

研究发现在293.15～332.80K温度范围内，双季戊四醇在水+(甲醇，乙醇，异丙醇)三种混合溶剂中的溶解度随温度升高而增大。在同一温度下，其溶解度随着有机溶剂质量分数的增大先增大后减小。通过修正的van'tHoff方程计算得到，双季戊四醇在所选取溶剂体系中的溶解过程为吸热、熵增的非自发过程。

应用

双季戊四醇是一种重要的精细化工中间体，被视为季戊四醇行业中的中高档产品，主要用于高档涂料行业。具体应用领域包括：

• 在高聚物、润滑剂、油墨、表面活性剂等领域，可用于生产干性油、耐燃剂、聚醚、聚酯、聚氨酯、高档醇酸树脂以及感光树脂胶片。
• 制备得到的双季高级脂肪可用于高级航空润滑油，低级脂肪可作为聚氯乙烯增塑剂。
• 在光敏涂料方面，合成的双季丙烯酸酯可用作不锈钢彩板、高级花岗岩喷涂面膜，具有粘附力强、耐摩擦、耐老化优异性能。
• 三聚氰胺氰尿酸和双季戊四醇复合体系作为阻燃剂能明显提高PA6的阻燃效果，有效提高材料的抗熔滴燃烧性，使阻燃级别达到UL94 V-0级。

参考文献

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