聚合級高純DAR單體合成技術(shù)
成果描述:聚合級高純DAR單體,即二氨基間苯二酚類物質(zhì),是指一類用于合成高強高模新型功能聚合物材料PBZ如聚對苯基苯并二噁唑PBO、聚對苯撐苯并噻唑、聚對苯撐吡啶并咪唑等合成的功能性單體原料。 聚對苯撐苯并唑類聚合物,是一種高性能的熱塑性液晶聚合物材料,因其高強度、高模量、高熱穩(wěn)定性、以及高耐化學腐蝕性、高耐溶劑性能等在航空航天、電子信息、汽車零配件、精密機械、消防等諸多領(lǐng)域具有非常廣闊的應用前景。但此類聚合物技術(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是有機酚胺,具有極強的還原性,容易被氧化變質(zhì),因此對于合成反應、分離純化、以及儲存和運輸均提出了非常高的要求。 聚合級高純DAR的合成,主要是從TCB(連三氯苯-1,2,3)出發(fā),經(jīng)過硝化、水解、加氫還原、重結(jié)晶過程得到高純度DAR。該技術(shù)成果經(jīng)過長期的開發(fā)研究,主要是運用循環(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。同時還開發(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,得到一個綠色環(huán)保的合成工藝。市場前景分析:聚合級高純DAR單體,是指一類用于合成高強高模新型功能聚合物材料PBZ如聚對苯基苯并二噁唑PBO、聚對苯撐苯并噻唑、聚對苯撐吡啶并咪唑等的功能性單體原料。 聚對苯撐苯并唑類聚合物,是一種高性能的熱塑性液晶聚合物材料,因其高強度、高模量、高熱穩(wěn)定性、以及高耐化學腐蝕性、高耐溶劑性能等在航空航天、電子信息、汽車零配件、精密機械、消防等諸多領(lǐng)域具有非常廣闊的應用前景。 在聚苯并唑類聚合物材料中最引人關(guān)注的是聚對苯基苯并噁唑功能聚合物材料,簡稱PBO聚合物。PBO功能聚合物具有非常高的強度,達到5.2GPa,模量高達180GPa,是化學纖維中最高的;其耐熱溫度高達600℃;具有非常好的阻燃能力,極限氧指數(shù)高達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纖維。PBO被譽為二十一世紀新型功能材料。 目前DAR單體原料,國內(nèi)無產(chǎn)業(yè)化裝置,國內(nèi)PBO實驗裝置、放大裝置以及正在建設(shè)的產(chǎn)業(yè)化裝置,均主要從國外進口少批量的原料,滿足實驗所需。DAR外購的價格大約1450~1600元/kg。由于DAR單體原料本身的性質(zhì),不適合大批量購買和存儲,因此在國內(nèi)建設(shè)DAR單體原料的生產(chǎn)裝置,是PBZ類功能聚合物產(chǎn)業(yè)化的必然要求。與同類成果相比的優(yōu)勢分析:以1000噸/年高純單體原料DAR鹽項目進行粗略估算,總投資約為7000萬元(不包括土建費用),產(chǎn)品的噸綜合成本為142萬元。按照DAR鹽的平均市價160萬元/噸計算,年企業(yè)利稅可達到1億元。國際先進。
四川大學
2021-04-10