[发明专利]一种微波制备高聚合度聚甘油的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种微波辐射制备高聚合度聚甘油的方法；属于精细化工领域。

背景技术

聚甘油是指甘油的聚合物，是由甘油分子本身相互间脱水缩合反应生成。它可直接用作增稠剂、保湿剂，其硝酸酯是高级液体炸药，其乙酸酯可作PVC及纤维素材料的增塑剂，其脂肪酸脂是性能优良的非离子表面活性剂。聚甘油已广泛用于化妆品、洗涤剂、食品工业和高分子材料的制造等。

从甘油出发由碱催化合成聚甘油是目前普遍采用的方法。该方法的优势在于原料充足、价格低廉，反应时间短，对设备要求低，环状聚甘油含量低，但存在诸如反应温度高，产品色泽稍深，难得到高聚合度聚甘油的缺点。以甘油为原料，碱催化合成聚甘油的聚合度通常为2、3和4，而9聚以上的聚甘油用此法是难得到的。浙江工业大学的王力炯等人报道，以甘油为原料，氢氧化钠为催化剂，在260℃的高温下，需反应730min，才可以得到平均聚合度为9的聚甘油。

微波系指波长为1mm～1m、频率为300MHz～300GHz的电磁波。自从1986年加拿大化学教授Gedye等人将微波应用于有机反应以来，它已日益显示出多方面的优越性，从而受到人们的广泛关注。与常规条件下的有机反应相比，微波反应具有反应时间短、副产物少、产品易于分离、产率高等特点。本发明是用微波辐射对聚甘油的现有合成方法进行改进，缩短反应的时间，降低反应温度，减少副产物，提高产品的质量，得到高聚合度的聚甘油。

发明内容

针对现有聚合甘油制备方法的不足，本发明的目的是：提供一种缩短反应的时间，降低反应温度，提高产品质量的高聚合度聚甘油的制备方法。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是这样的：一种微波制备高聚合度聚甘油的方法，该方法是在反应器中加入反应底物甘油和甘油质量2～4％的碱性催化剂，在整个反应过程持续通入氮气至物料中带出反应产生的水，混匀后微波加热至180℃～210℃，恒温搅拌反应20～30min，停止加热后继续通入氮气至产品冷至120℃～150℃，得到了平均聚合度约为10～25的黄色或淡黄色半固体聚甘油。

上述的一种微波制备高聚合度聚甘油的方法，其中，所述的碱性催化剂为氢氧化钠或者氢氧化钾。

上述的一种微波制备高聚合度聚甘油的方法，其中，所述的通入氮气流速应满足维持反应的正常进行且使物料不暴溅。

上述的一种微波制备高聚合度聚甘油的方法，其中，在100mL反应器中所述的微波加热辐射功率为300～500w。

上述的一种微波制备高聚合度聚甘油的方法，其中，在100mL反应容器中所述的氮气流速为20～50mL/s。

上述的一种微波制备高聚合度聚甘油的方法，其中，所述的氮气出口处连接有冷凝回收装置。

进一步的，上述的一种聚甘油的制备方法，该方法是在100mL反应器中加入反应底物甘油和甘油质量2～4％的碱性催化剂，先以20～25mL/s的流速向物料中通入氮气，氮气出口处连接有冷凝回收装置，混匀后微波加热升温至100℃～120℃后，氮气的流速增大至30～50mL/s并且持续通入氮气直到反应结束，增大氮气流速后升温至180～210℃，恒温搅拌反应20～30min后，停止加热后继续通氮气至产品冷至120℃～150℃左右，得到了平均聚合度约为10～25的半固体聚甘油。

本合成方法与传统加热方法相比，反应时间由原来的2～4h缩短为20～30min；既节能、省时、又节约N₂；反应温度由原来的250～280℃降低为180℃～210℃，可减少产品在高温条件下的氧化，使合成操作更简单、更安全，得到的聚甘油色泽浅，为黄色或浅黄色，而用常规加热生产的相近聚合度聚甘油的颜色为黄色或深综黄色，甚至是墨绿色。此法合成的聚甘油聚合度高达10～25。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步说明，但不构成对本发明的任何限制，任何人在本发明权利要求保护范围内所做的非实质性内容的改变，仍在本发明权利要求保护范围内。

实施例1