炭酸プロピレンCAS 108-32-7

炭酸プロピレン分子式C4H6O3、CAS C4H6O3を備えた無色の無臭で可燃性の液体です。エーテル、アセトン、ベンゼン、クロロホルム、酢酸ビニルなどと混和する可能性があり、水と四塩化炭素に溶け、二酸化炭素の吸収能力が強く、安定しています。産業では、特定の圧力下でエピクロロヒドリンと二酸化炭素を添加し、減圧下で蒸留することにより生成されます。油溶媒、紡績溶媒、オレフィン、芳香族炭化水素抽出剤、二酸化炭素吸収剤、水溶性色素、および色素分散剤として使用できます。エレクトロニクス業界では、高エネルギーバッテリーやコンデンサの優れた媒体として使用でき、ポリマー産業では、ポリマーの溶媒および可塑剤として使用できます。接着剤およびシーラントとして使用される可塑剤。また、フェノール樹脂の硬化加速器として、および水溶性接着色素およびフィラーの分散剤として使用することもできます。化学産業は、炭酸ジメチルを合成するための主な原料であり、天然ガスと石油亀裂ガスから二酸化炭素と硫化水素を除去するためにも使用できます。さらに、繊維や印刷や染色などの工業分野でも使用できます。

PCエピクロロヒドリンと二酸化炭素の環状加入によって合成された5つのメンバーが合成された5つのメンバーがあり、そのユニークな物理的および化学的特性により、化学工学、エネルギー、材料などのさまざまな分野で並外れた応用値を実証しています。

工業生産のコアアプリケーション

 

（1）ガス精製フィールド
二酸化炭素吸収：
プロセスの利点：従来のアルコールアミン法と比較して、炭酸プロピレン方法には、高吸収荷重（{0}。55m³Co₂/m³溶液）と低再生エネルギー消費（30％削減）の特性があります。
産業ケース：エナン・ジャンマ・化学物質の3 0 0000トン/年のプラントは、精製ガスのCO₂含有量の安定した制御を0.1％未満に維持しています。
天然ガス脱硫：
共同吸収：高硫黄天然ガス浄化に適した、H sおよびCo₂に対して選択的吸収能力があります。
技術的パラメーター：40度の吸収温度、120度の分解能温度、1.5 L/m³天然ガスの循環体積。

 

（2）バッテリーの産業用途
リチウムイオンバッテリー電解質：
フォーミュラの最適化：2 0％PCを1.2 mol/l LIPF₆/EC+DECシステムに追加すると、電解質の0.85 ms/cmの低温導電率（-20}程度）が得られました。
パフォーマンスの改善：特定の電力リチウムバッテリー会社がこの式を採用した後、バッテリーの低温容量保持率は68％から82％に増加しました。
リチウムイオンコンデンサ：
電解質添加剤：エチレン亜硫酸塩（ES）はPCと相乗的に機能し、5％ES添加剤はコンデンサの20Cレート容量の73.7％の保持率をもたらします。

 

（3）ポリマー材料処理
可塑剤：
エポキシ樹脂修飾：8％PCを追加すると、せん断強度が18 MPaから24 MPaに増加し、特定の風力タービンブレードエンタープライズにより、採用後に疲労寿命が30％延長されました。
重合反応溶媒：
ポリカーボネート合成：ビスフェノールAで凝縮すると、PCは反応温度を15度低下させるための溶媒として機能し、生成物の分子量式指数は2.8から2.2に減少します。

 

（4）細かい化学物質の合成
炭酸ジメチル（DMC）の生産：
エステル交換プロセス：PCはメタノールと反応し、DMC変換率は92％です。化学工業団地の50000トン/年の植物の製品の純度は、99.9％以上で安定したままです。
医薬品中間体：
セファロスポリン抗生物質の合成：アシル化反応培地として、反応時間を40％短縮し、単一のバッチ収量を12％増加させます。

日常生活のアプリケーション

 

（1）掃除と脱脂
低毒性溶媒：
VOCアドバンテージ：米国EPAのより安全な化学物質リストにリストされており、{0。
アプリケーションケース：電子成分洗浄のためにジクロロメタンを置き換えると、表面張力が30％減少し、洗浄効率が25％向上します。

（2）パーソナルケアと化粧品
安全な代替品：
低刺激：化粧品製剤におけるN-メチルピロリドンの代替として使用されると、皮膚刺激テストスコアは40％減少します。
フィルムフォーミングエージェント：
UV Curable Ink：10％PCを追加すると、硬化フィルムの柔軟性が50％増加し、ASTM D522曲げテストは割れずに300回到達します。

カスタムノートブックソリューション

 

（4）家の建築材料
木材接着剤：
フェノール樹脂置換：PC修飾尿素ホルムアルデヒド樹脂、2.5 MPaの結合強度とホルムアルデヒド排出の60％の減少。
表面処理剤：
アルミニウムプロファイルの酸化：3％PCを追加すると、酸化物膜の厚さの均一性が25％向上し、塩スプレー試験時間が120時間から180時間まで延長されます。

科学研究と最先端の探査

 

（1）CO2リソースの利用
化学固定技術：
Catalytic synthesis of PC: Titanate nanotube (TNT) catalyst, PO conversion rate>99.9％、PC選択性100％。
メカニズム研究：TNTの表面にあるヒドロキシルおよびルイス酸部位の相乗的触媒は、POリング開口エネルギー障壁を減少させます。
（2）新しいエネルギー材料
固体電解質：
ポリマー電解質：PCおよびPEOブレンドシステム。イオン導電率は、固体リチウムバッテリーに適した1.2×10⁻⁵S/cm（30度）です。
ナトリウムイオンバッテリー：
電解質の最適化：フッ素化エチレン炭酸塩（FEC）をPCベースの電解質に追加すると、0。

 

（3）環境に優しいプロセス
緑色の触媒システム：
バイオベースの触媒：イオン液体は、CO₂とエピクロロヒドリンからのPCの合成を85％の触媒とし、10回リサイクルできます。
分解性材料：
ポリ（炭酸プロピレン）：COで重合したPC COは、生分解性プラスチックの基準を満たしている60％（3か月の土壌埋葬後）の材料減量率を備えています。

 

1。2-プロパンディオールに基づく合成

1、2-プロパンジオールの合成技術は比較的成熟しており、製品の品質と出力は比較的安定しているため、主要な原料としてプロピレングリコールを使用してITの合成に関する多くの報告があります。

1）プロピレングリコールホスゲン法：それの最初の産業調製は、1、2-プロパンジオールとホスゲンの合成反応でした。

ホスゲンは非常に毒性のある物質であり、人々と環境に深刻な害をもたらします。さらに、副産物塩酸が生成され、プロセスの原子経済を減らすだけでなく、装備の塩酸の腐食によりプロセス投資コストも増加します。したがって、この法律の使用は禁止されています。

2）プロピレングリコール尿素法

尿素と1、2-プロパンディオールからの統合は、中国でより研究されています。プロピレングリコールが尿素と反応して合成すると炭酸プロピレン、最初のステップはアミノ炭酸塩を生成することであり、2番目のステップは、副産物アンモニアの生成を伴う標的製品を生成するためにアミノ炭酸塩の脱アミノ化と環化です。尿素とプロピレングリコールからのITの調製のための以前に報告された特許は、ターゲット製品の軽度の反応条件と高収量を導入しました。導入された触媒は有機缶で、特定の毒性があります。

固体塩基触媒を使用すると、プロセスの毒性を減らすことができます。酸化亜鉛などの固体アルカリの存在下では、反応温度は100〜200度、窒素が導入され、一定の反応時間の後、尿素によって計算された生成物の収量は99％に達する可能性があります。複合酸化カルシウム触媒を使用すると、減圧の条件下では、温度は150〜160度、尿素の変換は95％〜98％、その選択性は90％〜98％です。触媒をリサイクルできます。

触媒として炭酸マグネシウムから焼成されたMGOを使用して、尿素とプロピレングリコールから合成されました。 170度で3時間反応した後、PCの収量は90％以上でした。無機鉛および亜鉛化合物は、不均一触媒として使用されました。その収量は、6時間160度で尿素で98％でした。反応生成物と触媒は簡単に分離できます。 Fe Zn酸化物を触媒として使用すると、その収率は2時間で170度で反応した後78％でした。触媒の主なアクティブ成分はZNOであり、ZNOとZNFEの共同作用によって促進されます₂O₄。プロピレングリコール尿素法によって合成される製品のコストは比較的低く、原材料の過程で特定の利点があります。

3）プロピレングリコール二酸化炭素法

反応プロセスは二酸化炭素を使用します。二酸化炭素は温室効果ガスです。地球表面に二酸化炭素が濃度が増加しているため、人間の活動により増加するため、化学物質に固定するための原材料として二酸化炭素を使用することは緑の合成的な考えであり、実用的な報告が見られます。現在、ほとんどの研究で使用されている二酸化炭素は排出から直接的ではありませんが、その考え方も緑と見なされています。この方法で使用されている触媒は、アルカリの金属塩またはアルカリの土塩塩であり、炭酸カリウムの触媒活性が高くなっています。均一な触媒系では、プロピレンカーボナートの収率は12.6％に達する可能性があります。

均一な触媒反応によって引き起こされる製品分離と触媒リサイクルの困難を克服するために、炭酸カリウムを不均一触媒反応のために活性炭にロードしました。結果は、製品の選択性が改善されたことを示しました。溶媒アセトニトリルは合成プロセスで使用され、プロセスの緑色の程度が減少しました。 Bu2snoやBu2sn（Ome）2などのTin有機化合物は、超臨界条件下でプロピレンカーボンートを生成して、1、2-プロパンジオールおよび二酸化炭素の反応を触媒することもできます。

コソルベントの添加または脱水剤の存在は、製品の生産と収量に有益です。水は1、2-プロパンディオールと二酸化炭素の反応中に生成され、反応プロセスの原子使用率を減らし、生成物が加水分解されるため、生成物の収量が水によって阻害されます。これは、工業化の過程で解決すべき大きな問題です。

4）プロピレングリコールとエステルの交換方法

炭酸ジエチルまたは炭酸ジメチルを使用した1、2-プロパンジオールの交換により調製できます。

アルカリの金属またはアルカリのアース金属を触媒として使用し、通常の圧力下で12時間反応した場合、その収量は88％でした。エステル交換反応の触媒としてジビルチルジラウレートとトレースの強いベースが使用されると、キシレン還流が反応温度を制御するために使用され、副産物であるエタノールが連続的に分別されると、動作ステップを減らすことができます。ただし、この方法で使用される原材料は高価であり、オルガチン触媒の毒性は比較的高いため、理想的な緑のプロセスではありません。

2。酸化プロピレンに基づく合成

生成するためのプロピレン酸化物と二酸化炭素の添加環化は、発熱および体積減少反応です。したがって、低温および高圧条件は反応を助長します。それは付加反応であるため、プロセスの原子経済は理論的に100に達する可能性がありますが、実際の状況は使用される触媒システムに関連しています。

触媒システムには、主に均一な触媒システムと不均一触媒システムが含まれます。均一な触媒システムでは、複雑な触媒は、酸化プロピレンと二酸化炭素の反応を産生することができます。その欠点は、触媒濃度が比較的高く、反応収率が比較的低いことです。第四紀アンモニウム塩、第四紀ホスフィン塩、およびアルカリ金属塩触媒は、酸化プロピレンと二酸化炭素の添加反応のための触媒活性が高く、変換速度は比較的高くなっています。

均一な金属イオン複合触媒、コード名MC -3は、反応温度135度および3 MPaの圧力条件下でのプロピレン酸化物と二酸化炭素の反応を触媒し、その収量は94％以上です。さらに、アルカリの金属塩触媒もの合成を触媒することができます炭酸プロピレン大環状クラウンエーテルの助けを借りて。大環状クラウンエーテルの強い毒性のため、この合成法の実用的な値は減少します。

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