硝-硫混酸硝化1,3,3-三甲基-1-苯基茚滿工藝優化及反應熱危險性等級評定

鐘佳琪， 邢澤銘， 李曉雷

(上海化工研究院有限公司， 上海 200062)

0 前言

5(6)-氨基-1-(4-氨基苯基)-1,3,3-三甲基茚滿(PIDA)的熔點較低，可以與高分子物質相容并且降低固化溫度[1-3]；同時，PIDA在流動性、熱穩定性等方面表現良好，可以提高環氧樹脂的耐熱性與加工性能，是合成透明聚酰亞胺(PI)的重要原料，廣泛應用于液晶屏、薄膜、封裝材料等領域[4]。

PIDA主要由1,3,3-三甲基-1-苯基茚滿經硝化、還原后制備，收率可達90%以上[5]。制備PIDA的關鍵工藝是1,3,3-三甲基-1-苯基茚滿與硝-硫混酸的硝化反應，目前關于該硝化工藝的文獻報道較少。硝化反應速度快、放熱量大，反應的主、副產物具有爆炸危險性，危險性極高。因此，準確測量1,3,3-三甲基-1-苯基茚滿硝化過程中的熱效應，分析其反應過程中的熱危險性對控制合成工藝條件具有重要意義[6-8]。

筆者以1,3,3-三甲基-1-苯基茚滿為原料，與硝-硫混酸進行硝化反應制備5(6)-硝基-1-(4-硝基苯基)-1,3,3-三甲基茚滿(DNPI)，優化其合成工藝條件，通過紅外光譜(FTIR)和核磁共振氫譜(1H-NMR)對產物結構進行表征，并利用全自動反應量熱儀測試反應過程的放熱量，采用絕熱加速量熱儀測定反應液的熱穩定性，對硝化過程的熱危險性進行等級評估，為工藝放大和安全控制提供理論和實驗依據。

1 實驗部分

1.1 主要試劑

1,3,3-三甲基-1-苯基茚滿，工業級，無錫市嘉盛高新改性材料有限公司；

二氯甲烷、1,2-二氯乙烷、三氯甲烷、醋酸、乙酸酐、68%(質量分數，下同)硝酸、98%濃硫酸、氯仿，分析純(AR)，國藥化學試劑有限公司。

1.2 主要設備及儀器

超級恒溫槽，GX-2005，上海汗諾儀器有限公司；……