膨潤土結構和組成對催化棉籽油酸二聚反應的影響

歷福強，蔡麗英，趙素英，陳坤雄，吳丹

(福州大學石油化工學院，福建福州 350116)

0 引言

不飽和脂肪酸的齊聚物是一種重要的化工原料，特別是二聚酸及其衍生物，具有優良的理化性能，被廣泛應用于潤滑劑、防腐劑、黏膠劑、和油墨等產品中［1］．不飽和脂肪酸的齊聚反應主要分為高溫熱聚合和催化聚合兩類，其中催化聚合具有選擇性高，反應相對緩和的優點，因此工業上多采用催化聚合的方法生產二聚酸．基于Diels－Alder［2］和碳正離子聚合機理［3］，制備二聚酸可用的催化劑有氧化鋯［4］、分子篩［5］、路易斯酸［6］、離子液體［7］等．用這些催化劑的二聚反應存在副反應多、聚合物轉化率低等缺點，目前僅有膨潤土得到廣泛的工業應用．

膨潤土是以蒙脫石類礦物為主要組分的巖石，是具有TOT層狀結構的鋁硅酸鹽，即每個單元層由兩片T層(硅－氧四面體片)中夾一片O層(鋁－氧八面體片)組成，如圖1所示，其層間距在1．0～2．0 nm之間，可為不飽和脂肪酸的二聚提供適宜的反應空間，有效地避免多聚的發生．另外膨潤土中的Si原子被Al原子所取代，可產生布朗斯特酸(B酸)和路易斯酸(L酸)兩種酸中心，L酸能夠催化體系中非共軛亞油酸生成共軛的亞油酸，而B酸則能夠使共軛亞油酸產生亞油酸的碳正離子［9］，其有助于不飽和脂肪酸二聚反應的發生，因此膨潤土對二聚反應具有優良催化性能．

圖1 膨潤土晶體構造示意圖［8］Fig．1 The crystal structure diagram of bentonite［8］

在膨潤土催化法中，催化劑用量均在10%(質量分數)左右，受限于回收利用的技術和經濟……