论文总字数：13704字

摘 要

防老剂是橡胶生产过程中加入的能够延缓橡胶老化的化学药品，具有抗氧化、抗龟裂的特点。其中二芳基取代的对苯二胺类防老剂性能最佳。本课题以N-邻甲基苯基对苯二胺、邻甲苯酚及环己酮为原料，钯碳为催化剂合成（二甲基）苯基对苯二胺。结果表明，在三口烧瓶中以钯碳为催化剂，反应时间32小时，在135℃条件下（二甲基）苯基对苯二胺的收率达32.55%。该方法合成（二甲基）苯基对苯二胺工艺简单，成本低，节能环保。

关键词：防老剂；抗氧化；环己酮；催化剂；（二甲基）苯基对苯二胺

Research on A New Technology of Antiaging Agent

Abstract

The antiaging agent is a chemical that can delay the aging of rubber in the process of rubber production. It has the characteristics of anti-oxidation and anti-cracking. Among them, the antiaging agent of diaryl substitution has the best performance. In this paper, N-o-methylphenylenediamine, o-methylphenol and cyclohexanone were used as raw materials, and Palladium carbon was used as catalyst to synthesize(dimethyl) phenylenediamine. The results showed that Palladium carbon was used as catalyst in three flasks, the reaction time was 32 hours, and the yield of(dimethyl) phenylenediamine at135℃,yield 32.55% . This method is environmentally friendly, inexpensive and simple. The synthesis of (dimethyl) phenyl-p-phenylenediamine by this method is the best design.

Keywords: Diquat,Pyridine,2,2’-Dipyridyl,Catalyst,Tubular Reactor

目录

摘要 I

Abstract II

第一章文献综述 1

1.1橡胶防老剂概述 1

1.2橡胶防老剂发展现状 1

1.3钯碳催化剂概述 2

1.4防老剂3100（DTPD）的性质及用途 2

1.5防老剂3100单组分苯基（二甲基）对苯二胺的合成 3

1.5.1合成路线一 3

1.5.2合成路线二 4

1.5.3合成路线三 4

1.6工艺流程 5

1.7产物的技术指标及检测 5

1.7.1技术指标 5

1.7.2检测方法 6

1.8课题提出 6

第二章实验部分 7

2.1主要原料及试剂 7

2.2主要仪器及装置 7

2.3实验步骤 7

2.4技术指标 8

2.5产品表征 9

第三章结果与讨论 10

3.1工艺参数对产物含量的影响 10

3.1.1反应温度的选择 10

3.1.2反应时间的选择 10

3.1.3反应配比的选择 11

3.1.4催化剂套用次数的选择 12

3.1.5稳定性评价 13

3.1.6产品表征 14

第四章结论与展望 16

4.1结论 16

4.2展望 16

致谢 17

参考文献 18

第一章文献综述

1.1橡胶防老剂概述

橡胶防老剂：一直以来在在橡胶行业中，为了延长橡胶及其相关制品的使用期限、防止橡胶制品表面氧化老化，在橡胶制造工艺过程中加入的可抑制老化的物质，称为橡胶防老剂。组成橡胶胶料多选用白蜡，白蜡具有耐臭氧的功能，同时耐老化的特点也是它的一大亮点。因此是非常合适的物理性防老剂。

橡胶防老剂有着许多的类别，不同的类别作用也迥然不同。我们根据其主要作用大致可分为抗热氧和抗臭氧剂老化剂、有害金属离子抑制剂，抑制一些有害金属离子的氧化、还有抗疲劳剂，缓解橡胶疲劳的作用、紫外线吸收剂，可以吸收不同的紫外光度、抗龟裂剂等，来防止橡胶的破裂。其实大多数防老剂可以同时具备多着不同的防护性能，这些性能是可以共存的。所以大多数的防老剂可以对多种老化因素起抗老化作用，当然产生的作用肯定会有所不同。依据化学结构的不同，可以将防老剂划分成多个类别。如含有萘胺基团的萘胺类防老剂，喹啉类的防老剂，酚类的防老剂，两个苯环取代的二苯胺类防老剂或者对苯二胺类防老剂。这些防老剂中有些已经被逐渐淘汰，有些的性能依然很优异。比较适合运用在轮胎橡胶上的是对苯二胺类防老剂，因为对苯二胺类防老剂同时具备许多优异性能。所以对苯二胺防老剂因为独特的防护性能被很广泛的应用^[1]。

对苯二胺所连基团可以有很多，可以接烷基、芳基或者同时接烷基及芳基。接烷基则将其称为二烷基对苯二胺类、接芳基则将其称为二芳基对苯二胺类，若同时接芳基和烷基则定义为烷基芳基对苯二胺类^[2]。在这些类别中二芳基取代的对苯二胺类防老剂中最佳的有防老剂3100。

1.2橡胶防老剂发展现状

橡胶容易老化，所以人们在本世纪之初就已近对橡胶容易老化的原因展开了深入的研究。研究最终发现橡胶的老化与臭氧有着密切的关系。根据化学反应的机理可知臭氧基团与橡胶基团的双键会发生化学反应。最终分解得到一些产物，引起主链的断裂，伴随着各种氧化物，如过氧化物的产生。我们都知道在橡胶表面加蜡，会让橡胶表面形成一层膜，这个膜会产生保护性的作用。遗憾的是，这种薄膜也存在许多确定，如延展性较差，当碰到伸张时膜就会产生裂痕，裂痕的出现让臭氧有机可乘，加重了裂痕的严重性，最终导致产品破裂。由于在动态条件下，蜡就不在起到防护的作用，所以往往需要添加物质让其恢复性能，所以在动态条件下往往需要添加防老剂，才能确保稳定性。在所有添加的防老剂中，使用最普及的是对苯二胺取代的对苯二胺类衍生物防老剂。抗臭氧剂保护橡胶制品的解释有很多，臭氧与防老剂的反应激烈而但与橡胶的反应相对不那么激烈这一解释是人们普遍所接受的^[5]。对比蜡类，对苯二胺类防老剂无论动态还是静态都能比蜡类做的好，它们具有能起到防护橡胶的作用。

橡胶制品渐渐已经成为了我们的生活必需品，这类橡胶行业的的生活必需品如春笋版发展起来。橡胶工业从起步到发展成高峰经历了大约20年，伴随而来的合成橡胶业总的生产能力达到最顶峰，随后由于种种原因橡胶工业的生产能力开始下降，接下来几年橡胶的生产量逐渐下降，但是经济的全球化使得橡胶的发展速度又逐渐发展起来。橡胶制品的使用和存放过程中，受到氧、臭氧、光线、金属离子及微生物的影响会发生老化现象。橡胶防老剂对于合成技术这一方面要求较高，这一要求要比促进剂的要求更为严格包括原料和配件种种，所以国内的橡胶防老剂对比国外的企业相对较少^[4]。最近几年防老剂的生产取得了很大的跨越，其中防老剂中对苯二胺类的需求日益增多，几乎超过了喹啉类品种的需求。传统有毒的萘胺类产品因为其传统性，有毒性正在不断衰落，除了个别中小型企业还有生产，大企业基本已经淘汰了萘胺类。由于橡胶制品主要运用于轮胎，而轮胎工业属于极其成熟的工业门类。所以这种种原因了橡胶防老剂的新品种研发较少。现在社会对高性能化和环保化的要求越来越高，未来用量最大的橡胶防老剂品种为二芳基取代的对苯二胺类防老剂^[5]。

1.3钯碳催化剂概述

钯碳催化剂，氢化的催化剂。这种催化剂，将金属钯粉和活性炭一起，最终让粉负载到活性可以得到此种催化剂。可以将不饱和烃催化，也可以将一氧化碳氢化。加氢后还原性和稳定性变得增强。即使加入少量催化剂也可以循环利用，而且这种催化剂方便回收。钯碳催化剂在多个领域均有应用由于其稳定便捷的性能，如炔烃、酮类等的各项化学反应^[6]。逐渐的钯碳催化剂因为使用范围的广泛性和易获得性在众多领域尤其是化工制药等催化合成中起到了极大的辅助作用。

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