1-氨丙基-2-甲基咪唑的合成与表征

以1-氰乙基-2-甲基咪唑(2MZCN)为原料催化氢化制备1-氨丙基-2-甲基咪唑,考察了反应过程中合成工艺参数对产物的影响,确定较为适宜的工艺条件为:温度100℃,压力5 MPa,转速624 r/min,时间4 h,溶剂是氨的饱和乙醇溶液(与原料质量比是2∶1),雷尼镍为催化剂(占原料质量的18.9%),氢氧化钾为助催化剂,原料的转化率可达99.7%,产率可达94.2%。采用红外光谱(FTIR)和核磁共振氢谱(1HNMR)及气质联用(GC-MS)对产物进行了表征。     

钝化2-乙基-4-甲基咪唑/环氧树脂低温固化体系研究

测定了三种α-甲基丙烯酸钝化2-乙基-4-甲基咪唑固化环氧树脂(EP)体系的凝胶时间及固化反应放热曲线,制定了EP固化体系的固化工艺条件,并对这三种EP固化体系的室温(20℃)储存特性及其浇铸体的综合性能进行了比较。结果表明:这三种EP固化体系均可在80℃时快速固化,浇铸体的固化工艺条件为80℃/4 h;当m(E-51)∶m(Eg-031)∶m(固化剂)=25∶25∶2时,EP固化体系预浸料具有最长的储存期(15 d),是综合性能优良的低成本复合材料制造用基体树脂,其弯曲强度、弯曲模量、冲击强度和热变形温度分别为109.3 MPa、3.0 GPa、7.76 kJ/m2和125℃。     

1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐的合成研究

以溴乙烷和N-甲基咪唑为原料合成了中间体溴化1-乙基-3-甲基咪唑,以中间体与NaBF4进行复分解反应制备了离子液体1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐。探讨了投料比、反应时间、反应温度对中间体和1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐产率的影响,确定了最佳合成条件。在此工艺条件下,1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐产率可达94%以上。     

气相色谱法分析4-甲基咪唑

1前言4—甲基咪唑主要用于医药中间体，也用于环氧树脂作固化剂，聚氨酯类作催化剂，以及染料中间体、农作物防护剂、工业乳化剂、缓蚀剂等。医药上用来合成治疗胃及十二指肠溃疡的特效药。国内市场需求量较大。配合丙酮醇甲酰胺法合成4-甲基咪唑的工艺研究，我们进行了气相色谱法探讨，获得了较好的结果。该工艺是丙酮醇和甲酰胺在一定的温度压力下反应，然后革取分离得到个甲基咪唑，反应方程为：24-甲基咪唑合成产物的分析为了考查原料消耗和4-甲基咪唑的产率，测定合成产物中的4-甲基咪唑含量，对于科研开发和生产都具有一定的指导意义…     

改性2-乙基咪唑的合成及其固化特性

以2-乙基咪唑为原料,通过与丙烯酸甲酯反应制备了丙烯酸甲酯改性的2-乙基咪唑衍生物。将其作为环氧树脂E-44的固化剂,利用差示扫描量热法(DSC)研究了其固化特性。实验结果表明,丙烯酸甲酯改性2-乙基咪唑/环氧树脂E-44体系的最佳质量比为8～10/100,最佳固化温度为108～115℃,其适用期可达10 d以上。因此,丙烯酸甲酯改性2-乙基咪唑是1种较好的环氧树脂中温固化剂。     

1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐[Emim]BF_4离子液体的制备和表征

以N-甲基咪唑、溴乙烷和四氟硼酸钠为原料,按照两步法制备了离子液体1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐([Emim]BF4),考察了反应时间、温度、溶剂等对中间体[Emim]Br以及离子液体[Emim]BF4产率的影响,结果表明,反应物N-甲基咪唑与溴乙烷的摩尔比1∶1.5,温度70℃,反应8 h,中间体产率为87.4%;中间体中加入等摩尔NaBF4,25℃下反应10 h,离子液体产率为91.1%。     

1-丁基-3-甲基咪唑氯盐离子液体合成与表征

以1-甲基咪唑和氯代正丁烷为原料,合成1-丁基-3-甲基咪唑氯盐离子液体,考察反应条件对产物收率的影响。结果表明,合成1-丁基-3-甲基咪唑氯盐离子液体的最佳条件为:反应温度80℃,反应时间40 h,1-甲基咪唑与氯代正丁烷的摩尔比5∶7。对反应产物进行了红外表征,确定了合成产物即为1-丁基-3-甲基咪唑氯盐离子液体。     

1-丁基-3-甲基咪唑氯盐离子液体合成与表征

以1-甲基咪唑和氯代正丁烷为原料,合成1-丁基-3-甲基咪唑氯盐离子液体,考察反应条件对产物收率的影响。结果表明,合成1-丁基-3-甲基咪唑氯盐离子液体的最佳条件为:反应温度80℃,反应时间40 h,1-甲基咪唑与氯代正丁烷的摩尔比5∶7。对反应产物进行了红外表征,确定了合成产物即为1-丁基-3-甲基咪唑氯盐离子液体。     

1-己基-3-甲基咪唑磷钨酸的制备及催化氧化环己烯制备己二酸的研究

以溴化1-己基-3-甲基咪唑离子液体和磷钨酸为原料,采用一步法合成了1-己基-3-甲基咪唑磷钨酸盐[HMIM]PW12O_40催化剂。使用红外光谱、热重分析对催化剂进行了表征。以催化氧化环己烯制备己二酸为模板反应,探讨了催化剂的催化活性。结果表明,当催化剂添加量为0.75 mmol,n(离子液体)∶n(磷钨酸)=1.5∶1,反应温度为80℃,反应时间为10 h时,己二酸产率为98.2%。催化剂在重复使用5次时,己二酸的产率为89.8%。采用design-expert对催化氧化环己烯制备己二酸进行了响应曲面建模,模型预测制备己二酸工艺参数的交互影响顺序为:(反应温度×反应时间)>(反应温度×催化剂配比)>(催化剂配比×反应时间)。     

1-己基-3-甲基咪唑磷钨酸的制备及催化氧化环己烯制备己二酸的研究

以溴化1-己基-3-甲基咪唑离子液体和磷钨酸为原料,采用一步法合成了1-己基-3-甲基咪唑磷钨酸盐[HMIM]PW12O_40催化剂。使用红外光谱、热重分析对催化剂进行了表征。以催化氧化环己烯制备己二酸为模板反应,探讨了催化剂的催化活性。结果表明,当催化剂添加量为0.75 mmol,n(离子液体)∶n(磷钨酸)=1.5∶1,反应温度为80℃,反应时间为10 h时,己二酸产率为98.2%。催化剂在重复使用5次时,己二酸的产率为89.8%。采用design-expert对催化氧化环己烯制备己二酸进行了响应曲面建模,模型预测制备己二酸工艺参数的交互影响顺序为:(反应温度×反应时间)(反应温度×催化剂配比)(催化剂配比×反应时间)。     

2-甲基咪唑的改性及性能研究

以2-甲基咪唑为原料,通过与丙烯酸甲酯反应制备了丙烯酸甲酯改性的2-甲基基咪唑衍生物。将其作为环氧树脂的固化剂。研究表明,改性后的2-甲基咪唑其性能优于咪唑和2-甲基咪唑。     

一种可用于拉挤成型的改性苯并恶嗪树脂体系

将PM型苯并恶嗪与环氧树脂F-51按照质量比7∶3共混,加入适量的2-乙基-4-甲基咪唑作为固化剂,首次制备了能够适用于拉挤成型的树脂基体。采用凝胶时间测试,示差扫描量热分析,动态热机械分析(DMA)和力学性能测试研究了该树脂体系的粘度特性、固化行为和使用性能。结果表明,该体系150℃下的凝胶时间5 min,60℃粘度471 mPa.s,树脂浇注体的弯曲强度156.7 MPa,弯曲模量4.9 GPa,玻璃化转变温度180℃。该树脂体系具有凝胶快、粘度低以及较好的力学性能和耐热性等特点,能够满足拉挤成型工艺的要求。     

高导热低介电性单组分EP灌封胶的研制

以双酚A型环氧树脂(EP)为基体树脂、线性酚醛树脂(PF)和双氰胺为固化剂、烯丙基缩水甘油醚(AGE)为活性稀释剂、2-乙基-4-甲基咪唑为固化促进剂、氮化硼(BN)和三氧化二铝(A12O3)为导热填料,制备单组分EP灌封胶。采用单因素试验法优选出制备灌封胶的最佳工艺条件,并对灌封胶的导热系数、介电常数、剪切强度和玻璃化转变温度(Tg)等进行了表征。结果表明:制备高导热低介电性单组分EP灌封胶的最佳工艺条件是m(EP)∶m(PF)∶m(活性稀释剂)∶m(BN)=10∶3∶2∶6、w(固化促进剂)=w(流平剂)=0.5%(相对于EP质量而言)和固化条件为"120℃/0.5 h→170℃/1 h",此时其剪切强度为42.37 MPa、介电常数为4.6和导热系数为1.214 W/(m.K)。     

改性咪唑的合成及其促进EP/己二酰肼固化体系的研究

以顺丁烯二酸作为2-乙基-4-甲基咪唑(EMI)的改性剂,合成出一种潜伏性促进剂——改性咪唑,并采用红外光谱(FT-IR)法对其结构进行了表征。以己二酰肼作为环氧树脂(EP)的固化剂,考察了改性咪唑对EP/己二酰肼胶粘剂的凝胶时间、固化特性、室温储存期和粘接性能等影响。结果表明:当w(改性咪唑)=1.5%时,改性咪唑对EP/己二酰肼体系具有较好的促进作用(体系放热温度下降了20℃左右);该胶粘剂的固化条件为"110℃/1 h→130℃/1 h",室温储存期超过60 d,并具有粘接性能优、耐水性能好等特点。     

环氧改性有机硅聚合物的合成与应用性能研究

正硅酸乙酯水解可制得有机硅聚合物,但其产物的相对分子质量不大,成膜性差。用环氧树脂对其改性,所得产物成膜性优良,且固化时间大大缩短。研究了水解温度与时间,催化剂种类,溶剂和环氧树脂用量,反应温度与时间对涂膜性能的影响。结果表明：水解温度50℃,时间3h,硫酸催化,乙醇用量35％,环氧树脂用量20％～50％,反应温度50℃,反应时间1h,涂膜性能优良。     

Imidazole catalysis in the curing of epoxy resins

The high catalytic activity of imidazoles and particularly of 2-ethyl-4-methylimidazole (EMI) for the curing of epoxy resins and the properties of the resulting resins prompted this study concerned with the nature of the curing reaction. Epon 828 epoxy resin and the model compound phenyl glycidyl ether were used as starting materials with EMI, 2-methylimidazole, and dimethylbenzylamine as catalysts. During the curing of the resin at 50°C., the decrease in the infrared absorption of the epoxy band with time is accompanied by a decrease in the intensity of the imine band of the imidazole moiety, indicating its reaction with the epoxy group and its incorporation into the resin. The measurement of the residual epoxy content after curing for 24 hr. at 50 and 140°C. showed that the imidazoles were not more efficient in completing the epoxy reaction than dimethylbenzylamine. In the experiments with phenyl glycidyl ether the rate of reaction of the epoxy group with EMI was faster than the rate of polymerization, proving that the imidazole becomes permanently attached to the polymer chain. These results also suggest that the true catalytic species is not EMI but some addition product thereof. In comparative rate measurements the compound formed from equimolar quantities of EMI and phenyl glycidyl ether was found to be an excellent catalyst. The NMR analysis of the 1:1 and 1:2 adducts of EMI and phenyl glycidyl ether has shown that the second mole of phenyl glycidyl ether reacts with the ring nitrogen in the 3 position and not with the hydroxyl group of the mono adduct. By forming the bis adduct in this way the imidazole molecule acts as a crosslinking agent and at the same time introduces an alkoxide ion which can initiate further polymerization. It is very likely that this crosslinking is the process that leads to the superior physical and chemical properties (high heat deflection temperature, resistance to chemicals and oxidation) of the resins prepared with imidazoles as catalysts.     

输油管线用熔结环氧粉末涂料的制备

采用线型酚醛环氧树脂(ENR)、环氧树脂E-12、固化剂JECP-02B制备了输油管线用熔结环氧粉末涂料。考察了线型酚醛环氧树脂与环氧树脂E-12质量比对涂料性能的影响,以及固化剂JECP-02B、流平剂GLP588和固化促进剂2-甲基咪唑对固化行为的影响,用红外光谱分析了固化前后树脂的变化,m(ENR)/m(E-12)=(75/25)~(25/75)、m(固化剂)/m(环氧树脂)=1/4、m(流平剂)/m(环氧树脂)=2/100、m(2-甲基咪唑)/m(环氧树脂)=(0.1~0.15)/100时,涂层性能达到输油管线防腐指标(SY/T 0315-97)。长庆化工有限责任公司用该技术扩大生产约10 t环氧粉末涂料,用于长庆油田输油管线的防腐,产品满足了1.5 m in/230℃快速固化的施工要求。     

非等温DSC法研究环氧树脂固化反应动力学过程

采用非等温DSC(差示扫描量热)法研究了环氧树脂(EP)体系的固化过程,并采用Kissinger方程、Crane方程和T-β(温度-升温速率)外推法计算出该EP体系固化反应的动力学参数和固化温度。研究结果表明:当m(EP)∶m(填料)∶m(固化剂)∶m(促进剂)=100∶30∶90∶0.4时,EP体系固化反应的表观活化能为78.90 kJ/mol、指前因子为2.58×109min-1和反应级数为0.914,其最佳固化条件为"从室温升温至92℃(开始凝胶)→继续升温至140℃(恒温固化)→最后升温至169℃(进行后固化处理)"。     

低温固化烯丙基酚氧树脂／双马来酰亚胺树脂的研究

为降低双马来酰亚胺树脂的固化温度,用2-甲基咪唑（2-MI）为烯丙基酚氧树脂／双马来酰亚胺树脂体系的固化催化剂,测试了改性树脂体系的凝胶化时间、力学性能和热性能,并探讨了催化剂含量对树脂性能的影响。结果表明,当催化剂质量分数为05％时,体系性能最佳。冲击强度为26．39kJ／m2,弯曲强度为14485MPa,热变形温度为202℃,树脂具有良好的韧性,并保持了优异的耐热性。