聚合級(jí)高純DAR單體合成技術(shù)
成果描述:聚合級(jí)高純DAR單體,即二氨基間苯二酚類(lèi)物質(zhì),是指一類(lèi)用于合成高強(qiáng)高模新型功能聚合物材料PBZ如聚對(duì)苯基苯并二噁唑PBO、聚對(duì)苯撐苯并噻唑、聚對(duì)苯撐吡啶并咪唑等合成的功能性單體原料。 聚對(duì)苯撐苯并唑類(lèi)聚合物,是一種高性能的熱塑性液晶聚合物材料,因其高強(qiáng)度、高模量、高熱穩(wěn)定性、以及高耐化學(xué)腐蝕性、高耐溶劑性能等在航空航天、電子信息、汽車(chē)零配件、精密機(jī)械、消防等諸多領(lǐng)域具有非常廣闊的應(yīng)用前景。但此類(lèi)聚合物技術(shù)難度大,尤其是高純度的單體原料DAR的合成技術(shù)難度較大,直接影響了功能材料的產(chǎn)業(yè)化。DAR是有機(jī)酚胺,具有極強(qiáng)的還原性,容易被氧化變質(zhì),因此對(duì)于合成反應(yīng)、分離純化、以及儲(chǔ)存和運(yùn)輸均提出了非常高的要求。 聚合級(jí)高純DAR的合成,主要是從TCB(連三氯苯-1,2,3)出發(fā),經(jīng)過(guò)硝化、水解、加氫還原、重結(jié)晶過(guò)程得到高純度DAR。該技術(shù)成果經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的開(kāi)發(fā)研究,主要是運(yùn)用循環(huán)套用法減少了硝化步驟的廢液排放量,改變水解與加氫步驟中的傳統(tǒng)合成體系,提高了第二步中間產(chǎn)物和產(chǎn)品的收率與純度,并實(shí)現(xiàn)了加氫催化劑的循環(huán)使用,降低了最終產(chǎn)物的合成成本。同時(shí)還開(kāi)發(fā)出一種新型的光催化劑,催化氧化水解步驟產(chǎn)生的廢水,得到一個(gè)綠色環(huán)保的合成工藝。市場(chǎng)前景分析:聚合級(jí)高純DAR單體,是指一類(lèi)用于合成高強(qiáng)高模新型功能聚合物材料PBZ如聚對(duì)苯基苯并二噁唑PBO、聚對(duì)苯撐苯并噻唑、聚對(duì)苯撐吡啶并咪唑等的功能性單體原料。 聚對(duì)苯撐苯并唑類(lèi)聚合物,是一種高性能的熱塑性液晶聚合物材料,因其高強(qiáng)度、高模量、高熱穩(wěn)定性、以及高耐化學(xué)腐蝕性、高耐溶劑性能等在航空航天、電子信息、汽車(chē)零配件、精密機(jī)械、消防等諸多領(lǐng)域具有非常廣闊的應(yīng)用前景。 在聚苯并唑類(lèi)聚合物材料中最引人關(guān)注的是聚對(duì)苯基苯并噁唑功能聚合物材料,簡(jiǎn)稱(chēng)PBO聚合物。PBO功能聚合物具有非常高的強(qiáng)度,達(dá)到5.2GPa,模量高達(dá)180GPa,是化學(xué)纖維中最高的;其耐熱溫度高達(dá)600℃;具有非常好的阻燃能力,極限氧指數(shù)高達(dá)68,在火焰中不燃燒、不收縮;耐熱性和耐燃性高于其他一切有機(jī)纖維。PBO被譽(yù)為二十一世紀(jì)新型功能材料。 目前DAR單體原料,國(guó)內(nèi)無(wú)產(chǎn)業(yè)化裝置,國(guó)內(nèi)PBO實(shí)驗(yàn)裝置、放大裝置以及正在建設(shè)的產(chǎn)業(yè)化裝置,均主要從國(guó)外進(jìn)口少批量的原料,滿(mǎn)足實(shí)驗(yàn)所需。DAR外購(gòu)的價(jià)格大約1450~1600元/kg。由于DAR單體原料本身的性質(zhì),不適合大批量購(gòu)買(mǎi)和存儲(chǔ),因此在國(guó)內(nèi)建設(shè)DAR單體原料的生產(chǎn)裝置,是PBZ類(lèi)功能聚合物產(chǎn)業(yè)化的必然要求。與同類(lèi)成果相比的優(yōu)勢(shì)分析:以1000噸/年高純單體原料DAR鹽項(xiàng)目進(jìn)行粗略估算,總投資約為7000萬(wàn)元(不包括土建費(fèi)用),產(chǎn)品的噸綜合成本為142萬(wàn)元。按照DAR鹽的平均市價(jià)160萬(wàn)元/噸計(jì)算,年企業(yè)利稅可達(dá)到1億元。國(guó)際先進(jìn)。
四川大學(xué)
2021-04-10