化學工藝試驗1

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試驗1過氧化環(huán)己酮的制備

一、試驗目的

1、把握過氧化環(huán)己酮的制備原理和試驗方法；2、把握低溫試驗技術。二、目標產(chǎn)物的性能與用途

過氧化環(huán)己酮(cyclohexanoneperoxide)又稱1-[(1-過氧化氫環(huán)己基)過氧基]環(huán)已醇，分子式C12H22O5，相對分子質(zhì)量246.3，淡黃色針狀結晶或粉末，熔點77～79℃，不溶于水，易溶于乙醇、乙酸、丙酮、苯和石油醚。理論活性氧量12.99％，屬強氧化劑。分解溫度：174℃，半衰期1min；97℃，半衰期10h。尋常為50％的DBP或DOP溶液，呈白色糊狀物。

由于分子中含低鍵能的過氧鍵，受熱易分解而產(chǎn)生反應活性極高的自由基，所以過氧化環(huán)己酮主要作為引發(fā)單體進行聚合的引發(fā)劑。它還是涂料和膠粘劑的常用固化劑，主要用于引發(fā)劑、固化不飽和聚酯樹脂，在玻璃鋼制品、高級聚酯家具、不飽和聚酯膠粘劑和不飽和聚酯膩子（原子灰）等產(chǎn)品的制造中起重要的作用。三、試驗原理

環(huán)己酮在無機酸（一般是硝酸或鹽酸）的催化下，被過氧化氫氧化成過氧化環(huán)己酮。

O2O2H2O2OH2O

反應過程放熱，為了防止產(chǎn)物過氧化環(huán)己酮和試劑過氧化氫受熱分解，混合反應物時需在冷卻下(在冰浴上或在反應混合物中直接加冰)進行，嚴格控制反應溫度在20℃以下。但要注意不可把溫度降得過低，以免反應過于緩慢而導致反應不完全。四、試驗裝置與試劑

滴液漏斗，電動攪拌器，溫度計，環(huán)己酮，雙氧水，無機酸，鄰苯二甲酸二丁酯(DBP)。五、試驗操作步驟

（1）在250ml燒瓶上裝滴液漏斗、電動攪拌器和溫度計，不可密封。參與25g（0.25mol）環(huán)己酮，用冰水冷卻至5～8℃。另外，在小燒杯中參與32.5g（0.265mol）30%雙氧水，用冰水冷卻至5～8℃，備用。

攪拌下將預冷過的雙氧水漸漸滴參與環(huán)己酮中，在滴加過程中瓶內(nèi)物料的溫度上升，注意用水進行有效降溫并控制滴加速度，使反應保持在30℃以下進行。雙氧水滴加完后溫度降至15℃，然后滴加預冷至5～8℃的5g15%鹽酸，開始滴加時溫度上升較快，用水進行有效降溫并控制滴加速度，使反應溫度嚴格不超過30℃。加酸完畢，反應物料逐漸稠厚，必需不斷攪拌，以免結塊。繼續(xù)反應0.5h，此期間逐漸有產(chǎn)物過氧化環(huán)己酮晶體析出。參與10～20℃的50ml去離子水稀釋反應，繼續(xù)反應0.5h。靜置，抽濾，用去離子水洗滌晶體至中性，抽濾，晾干，過氧化環(huán)己酮晶體約27g，產(chǎn)率約90％。

用熔點儀測定產(chǎn)物的熔點。

枯燥過的過氧化環(huán)己酮晶體與等質(zhì)量的鄰苯二甲酸二丁酯混合，攪拌成為懸浮漿液，裝入瓶內(nèi)并于低溫保存。

（2）試驗時間3～4h。六、試驗記錄與數(shù)據(jù)處理

（1）試驗記錄

表1制備過氧化環(huán)己酮的試驗記錄

OOHHO產(chǎn)品名稱過氧化環(huán)己酮產(chǎn)品名稱過氧化環(huán)己酮性狀產(chǎn)率/%產(chǎn)量/g表2過氧化環(huán)己酮的制備的數(shù)據(jù)處理記錄

七、試驗本卷須知

（1）產(chǎn)品質(zhì)量標準和使用：

晶狀的過氧化環(huán)己酮因含有過氧鍵，化學性質(zhì)十分活潑，室溫下逐漸分解出氧，受熱時分解迅速，易發(fā)生分解和爆炸。為了安全，尋常參與等質(zhì)量的增塑劑鄰苯二甲酸二丁酯配成漿液，使活性氧含量由13％降到6％左右。盡管如此，產(chǎn)品仍須避免在較高溫度下貯存使用。此外，產(chǎn)品對鐵離子和重金屬離子敏感，應使用玻璃或塑料瓶包裝。

漿狀產(chǎn)品應符合以下標準：

外觀：白色或淡黃色糊狀物固含量：50％左右活性氧含量：>6%pH值：6～8分解狀況：97℃，半衰期10h；174℃，半衰期1min

本品用于固化不飽和聚酯涂料時，用量一般為總量的2～3％，而且要在即將施工時將二者混合，即混即用。常溫下只需數(shù)分鐘至十余分鐘即開始固化并迅速固化完全?；旌虾蟮墓袒瘎┩苛匣蚰z粘劑要一次用完，不能保存。

（2）本產(chǎn)品屬二級有機氧化劑，—般貯運中加水或惰性有機溶劑作穩(wěn)定劑。（3）密封包裝，貯于通風、陰涼處。八、思考題

過氧化環(huán)己酮在制備時為什么要在低溫下進行？九、將250mL三口燒瓶裝上機械攪拌器、回流冷凝管和兩口加料管，兩口加料管上口分別連接溫度計和滴液漏斗。參與0.3g十二烷基硫酸鈉，1g乳化劑OP-10和50mL去離子水。攪拌并加熱升溫至60℃左右。待乳化劑溶解后，參與2g過硫酸銨水溶液、4g丙烯酸丁酯與丙烯酸的混合單體和2mL丙烯酰胺水溶液。攪拌升溫，在20min左右使反應溫度上升到78～80℃。然后將剩余的混合單體、丙烯酰胺水溶液以及2mL（約剩余1mL）過硫酸銨溶液分屢屢輪番滴入反應混合物中，約2h內(nèi)滴完。此過程中要保持反應溫度在78～80℃之間。然后將剩余的過硫酸銨溶液一次參與，提高反應溫度至88～90℃，并在此溫度下繼續(xù)攪拌20～40min，然后冷卻至60℃。加濃氨水將反應混合物的pH值調(diào)理至8～9，得到乳白色的粘稠乳液成品約90g。

用粘度儀測定產(chǎn)物的粘度。（2）試驗時間約6h。（3）膠接試驗

使用本試驗制得的聚丙烯酸酯乳液，與市售膠水、聚乙烯醇縮醛乳膠、聚醋酸乙烯酯乳膠等比較膠粘效果。方法如下：將標簽紙涂一層上述膠粘劑，然后粘貼在普通盛飲料的聚丙烯塑料瓶上，在40℃的烘箱中烘干。放置24h、48h和96h后，比較不同膠粘劑的膠粘效果。經(jīng)96h后標簽仍能粘在瓶上，并可反復撕貼，說明膠粘劑符合使用要求。六、試驗記錄與數(shù)據(jù)處理

（1）試驗記錄聚丙烯酸酯乳液外觀：。稱量瓶質(zhì)量：g；烘干前（稱量瓶＋樣品）的質(zhì)量：g；烘干后（稱量瓶＋樣品）的質(zhì)量：g。

（2）數(shù)據(jù)處理

固含量=枯燥后樣品質(zhì)量?100%枯燥前樣品質(zhì)量七、試驗本卷須知

（1）瓶裝的試劑級丙烯酸丁酯與丙烯酸需蒸餾后才能使用。（2）攪拌速度要適當，升溫不能過快。

（3）滴加單體的速度要均勾，防止加料太快發(fā)生爆聚沖料等事故。過硫酸銨水溶液