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高嶺土在乳酸正丁酯的制備中的應用 高嶺土磨粉生產(chǎn)線全套設備

來源:山東埃爾派粉體科技有限公司發(fā)布日期:2021-03-17

干燥性能指高嶺土泥料在干燥過程中的性能。包括干燥收縮、干燥強度和干燥靈敏度等。干燥收縮指高嶺土泥料在失水干燥后產(chǎn)生的收縮。高嶺土泥料一般在40—60℃至多不超過110℃溫度下就發(fā)生脫水而干燥,因水分排出,顆粒距離縮短,試樣的長度和體積就要發(fā)生收縮。干燥收縮分線收縮和體收縮,以高嶺土泥料干燥至恒重后長度及體積變化的百分數(shù)表示。高嶺土的干燥線收縮一般在3—10%。粒度越細,比表面積越大,可塑性越好,干燥收縮越大。同一類型的高嶺土,因摻合水的不同,其收縮也不同,多者,收縮大。在陶瓷工藝中,干燥收縮過大,坯體容易發(fā)生變形或開裂。

乳酸正丁酯是一種高沸點的溶劑,在工業(yè)中主要用于天然樹脂、合成樹脂、香料、涂料、印刷油墨、干洗劑、黏結(jié)劑等行業(yè),應用非常廣泛。工業(yè)上乳酸正丁酯主要以濃H2SO4作為催化劑,由乳酸和正丁醇通過酯化制得。用濃H2SO4作為催化劑,會產(chǎn)生大量副反應,還會出現(xiàn)腐蝕設備和廢酸排放污染環(huán)境等問題。因而,尋找新型酯合成催化劑一直是人們研究的課題。

馬建強等采用廣西富有的、價格低廉的高嶺土經(jīng)鹽酸改性后作為催化劑,催化合成乳酸正丁酯。實驗表明,在相同條件下,鹽酸的酸改性高嶺土的催化效果較好,乳酸的轉(zhuǎn)化率可達94.1%。高嶺土的基本結(jié)構(gòu)是由以共價鍵為主要形式結(jié)合的硅氧四面體和以配位鍵為主要形式結(jié)合的鋁氧(氫氧)八面體,這兩個部分由于結(jié)合形式不同,鍵的穩(wěn)定性不同,對酸的穩(wěn)定性亦不同,應用一定濃度的鹽酸(或硫酸)對高嶺加工,高嶺土生產(chǎn)線土進行酸改性,可改變高嶺土化合物的化學組成和結(jié)構(gòu),并且導致表面活性發(fā)生變化,從而使其具有較高的催化活性。從孔分布看,高嶺土孔分布范圍較廣,主要以大孔和微孔為主,但數(shù)量較少,表現(xiàn)出孔體積和比表面積較小,高嶺土的DTA圖表明,在661.7℃處有相變發(fā)生;而酸改性高嶺土存在中孔分布,孔體積和比表面積都較小,因而酸改性高嶺土在酸正丁酯酯化反應中表現(xiàn)出很高的活性。

實驗表明,在沒有催化劑的條件下,乳酸的轉(zhuǎn)化率較低,當加入催化劑后,乳酸的轉(zhuǎn)化率明顯提高。說明酸改性高嶺土對酯化反應有明顯的催化作用,催化劑用量增加,轉(zhuǎn)化率也增加,當催化劑用量過大時,轉(zhuǎn)化率反而有所下降,這可能是由于催化劑濃度過高,催化了逆反應的進行。該研究成果為高嶺土原料的應用開辟了一條新途徑。

陳丹云等以硝酸鈰銨、高嶺土和SnCl4?5H2O為原料,在促進劑H2SO4濃度為210mol/L、浸漬12h、350℃焙燒3h的條件下,制備了固體超強酸催化劑SO/SnO2-CeO2-高嶺土。該催化劑用于乳酸與正丁醇的酯化反應合成了乳酸正丁酯。結(jié)果表明,適宜反應條件是:醇酸摩爾比為1.8:1,催化劑用量為反應物總質(zhì)量的3.10%,甲苯為10mL(每升反應物中甲苯的用量),反應時間達3h,酯收率達93.18%。催化劑重復使用4次,酯收率仍可達80.18%。

就高嶺土當前加工方式而言,有機械粉碎和氣流粉碎兩種方式。而機械粉碎一般粉碎到300目-1000目左右,但其粉碎加工為機械方式,因此粉碎細粉里有鐵含量增加與其他雜質(zhì),對應用純度要求較高行業(yè)而言,有缺陷;氣流粉碎由于采取物料與物料之間相互碰撞與剪切,沒有粉碎介質(zhì)參與,因而有效保障了物料的純度,從而滿足純度要求較高行業(yè)的應用效率,同時氣流粉碎機的粉碎細度可達5000目(細度范圍可調(diào)1000目-5000目)。山東埃爾派粉體科技有限公司專業(yè)生產(chǎn)各類超微粉體設備:氣流粉碎機、機械粉碎機、氣流分級機、球磨分級生產(chǎn)線、表面改性生產(chǎn)線等。

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