雙(六氯環(huán)戊二烯)環(huán)辛烷(ＤｅｃｈｌｏｒａｎｅＰｌｕｓ)學(xué)名為1,2,3,4,7,8,9,10,13,13,14,14 十二氯 1,4,4ａ,5,6,6ａ,7,10,10ａ,11,12,12ａ 十二氫 1,4,7,10 二甲橋二苯環(huán)辛烷,中文名為“得克隆”或“敵可燃”,它是一種添加型阻燃劑,含脂環(huán)族氯
得克隆在國外已廣泛應(yīng)用于塑料、纖維等高分子材料的阻燃,它有良好的著色性、熱穩(wěn)定性、優(yōu)異的電氣性能及低生煙量等一系列的優(yōu)點.據(jù)文獻檢索,在國內(nèi)還未見有關(guān)該阻燃劑的研究和生產(chǎn)的報道.得克隆的一般合成方法以二甲苯為溶劑,由六氯環(huán)戊二烯與環(huán)辛二烯進行迪爾斯阿德爾反應(yīng)而得[1～3],產(chǎn)率在70%左右,反應(yīng)時間要12ｈ.這種方法的缺點是產(chǎn)率低,生產(chǎn)成本高,反應(yīng)時間長,生產(chǎn)效率低.為了克服上述缺點,現(xiàn)介紹一種得克隆的高效合成方法,工藝簡單,產(chǎn)率高,而且符合環(huán)保要求.
1 實驗部分
1. 1 試劑和儀器 試劑:六氯環(huán)戊二烯,淮陰電化廠(純度>99%);1,5 環(huán)辛二烯,美國杜邦公司;多氯代烴類復(fù)合溶劑,自制.儀器:ＰＥ 2400ＣＨＮ型元素分析儀,日本島津公司.
1 .2 實驗方法在裝有回流冷凝管、電動攪拌裝置、溫度計、滴液漏斗的250ｍｌ的四頸燒瓶中,加入復(fù)合溶劑100ｍｌ,加入32 .2ｇ六氯環(huán)戊二烯,開啟冷水,攪拌,加熱至200℃,開始滴加環(huán)辛二烯6 .6ｇ,在0.5ｈ內(nèi)滴加完畢.升溫至210～220℃,保溫反應(yīng)0.5ｈ,停止反應(yīng),抽濾,母液套用,用甲苯洗滌固體,烘干,得白色粉末狀固體38 .3ｇ,產(chǎn)率98 .0%.
2 結(jié)果與討論
2 .1 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)檢測 產(chǎn)品分解溫度350℃,與得克隆一致.元素分析的結(jié)果:碳為32. 98(33 .04)%,氫為1 .80(1 .83)%,氯為65. 0(65 .1)%(括號內(nèi)的數(shù)值為理論值).通過以上分析確證,所合成的產(chǎn)品與得克隆的化學(xué)結(jié)構(gòu)相符.
2 .2 反應(yīng)溶劑的選擇
由于本反應(yīng)是由液體生成固體的過程,為了不對以后的反應(yīng)和處理帶來麻煩,尋找一種合適的溶劑對本反應(yīng)來說非常重要.為此自制了具有較高沸點的復(fù)合型溶劑,分別與二甲苯、甲苯等溶劑進行了對比,實驗結(jié)果見表1.由表1可以看出使用二甲苯和甲苯作溶劑的產(chǎn)率明顯沒有復(fù)合溶劑的產(chǎn)率高,該溶劑經(jīng)抽濾與產(chǎn)品分離后可循環(huán)使用.
2 .3 投料物質(zhì)的量之比對產(chǎn)率的影響（圖略）
六氯環(huán)戊二烯與環(huán)辛二烯的物質(zhì)的量之比應(yīng)為2∶1.由于環(huán)辛二烯價格較貴,采用六氯環(huán)戊二烯適當(dāng)過量的方法,分別試驗了不同的投料比,結(jié)果見表2.實驗表明,六氯環(huán)戊二烯過量有利于產(chǎn)率的提高,但當(dāng)投料物質(zhì)的量之比達到2. 2:1時,再增加六氯環(huán)戊二烯的量對產(chǎn)率幾乎沒有影響,所以選擇投料比為2 .2:1.
2 .4 反應(yīng)溫度對產(chǎn)率的影響反應(yīng)溫度對迪爾斯阿德爾反應(yīng)十分重要,在上述條件下考察不同的反應(yīng)溫度對產(chǎn)品產(chǎn)率的影響,試驗結(jié)果見表3.由表3可以看出溫度低時產(chǎn)率低,溫度高于300℃產(chǎn)率同樣降低.分析其原因可能是由于得克隆分解溫度為350℃[2],反應(yīng)溫度高于300℃時可能有少量產(chǎn)品開始分解,從而降低了產(chǎn)率,因此反應(yīng)溫度控制在200～250℃為宜.
2. 5 母液的重復(fù)利用將過濾所得的母液按照合成步驟進行循環(huán)利用實驗,產(chǎn)率均在97%以上,完全達到重復(fù)利用的目的,而且此方法不對濾液進行任何處理,全部直接投入使用,實現(xiàn)了零排放,符合節(jié)能要求,對環(huán)境不造成污染.通過試驗,發(fā)現(xiàn)母液循環(huán)3次以后對產(chǎn)品的產(chǎn)率和色澤有一定的影響,可經(jīng)過提純(如蒸餾)以后再使用.
3 應(yīng)用
ＤＣＰＲ對包括用或未用玻璃纖維增強的尼龍來說,都是一個性能十分優(yōu)異的阻燃劑[5],表4是用其阻燃尼龍66的配方與性能.
在0.4ｍｍ的厚度下ＤＣＲＰ的阻燃級別達到ＵＬ94Ｖ 0級,并且保持了材料優(yōu)良的電氣性能.
4 結(jié)論
(1)該方法使用復(fù)合溶劑,母液可以重復(fù)利用,操作簡便,產(chǎn)率高,適合規(guī)模化生產(chǎn)的要求.(2)最佳工藝條件為:六氯環(huán)戊二烯和環(huán)辛二烯的物質(zhì)的量之比2 .2:1,反應(yīng)溫度為200～250℃.(3)用于尼龍66的阻燃達到ＵＬ94Ｖ 0級,對材料原有的物理機械性能影響小.
