制动液用链状硼酸酯的研制
更新时间:2023-05-25 13:16:01 阅读量: 实用文档 文档下载
- 硼酸酯型制动液推荐度:
- 相关推荐
第40卷第4期2010年8月
精细化工中间体
FINECHEMICALlNTERMEDIATES
V01.40
August
No.42010
制动液用链状硼酸酯的研制
刘峰,荆鹏,王晓蕾。丛玉凤‘。黄玮,赵杉林
(辽宁石油化工大学化学与材料科学学院,辽宁抚顺113001)
摘
要:合成了机动车制动液用链状结构的硼酸酯,并考察了结构对其性能的影响。制得的硼酸酯具有高
平衡回流沸点,高水解稳定性。同时利用IR对硼酸酯的结构进行了表征。按照国标方法分析了硼酸酯的性能。实验结果表明:当侧链的聚合度一定时,链状硼酸酯的多聚醇醚链越长,其对应的沸点越高;对于一定结构的硼酸酯的储备和使用。必须在中性或弱碱性、无水的环境中进行。合成的链状硼酸酯平衡回流沸点达240%以上,水解稳定性达96h以上。
关键词:链状硼酸酯;水解稳定性;干平衡回流沸点;制动液中图分类号:0627.3l
文献标志码:A
文章编号:1009—9212(2010)04—0061—03
DevelopmentofChainBorateEsterforBrakeFluid
LIUFeng.JINGPeng。WANGXiao-lei。CONG
Yu-fen蓄,HUANGWei.ZHA0Shan-lin
(SchoolofChemistryandMaterialsScience,LiaoningPetrochemUniversity,Fushun113001,China)
Abstract:Achainborateesterwithhighequilibriumrefluxboilingpoint(>240%)andhighhydrolyticstability
(>96h)wassynthesized,andtheeffectofthe
thatwithborate
a
structureon
theperformancewasinvestigated.Resultsshowed
ester
certainpolymerizationdegree,alongerchainoftheborateshouldbestoredandusedunderneutral
or
gave
a
higherboilingpoint.The
ester
weakalkalineandwater-freeconditions.
Keywords:chainborateesters;hydrolyticstability;dr),equilibriumrefluxboilingpoint;brakefluid
1前言求,质量等级较高的硼酸酯型合成制动液由于其优异的高、低温性能、良好的性能价格比和与醇醚型、醇醚硼酸酯型合成制动液良好的相容性。将会
机动车制动液是道路车辆液压制动系统工作介质.又称“刹车油”。是保证刹车有效动作和车辆行驶安全的专用化学品…。随着我国汽车工业的迅速发展.其技术性能主要应满足以下要求:高沸点、低挥发性。夏天高温时不易产生气阻;适当的低温粘度性能,在寒冷地区能保证其低温流动性;良好的防腐蚀性能对任何金属无腐蚀和锈蚀作用;对橡胶皮碗不溶胀、不收缩;好的化学稳定性、抗氧化性及热稳定性[2]。此外,随汽车材质、类型、使用方式和气候条件不同。还要求汽车制动液具有一些相应性能f3]。为了适应对制动液性能的这些要
辽宁省人民政府镁资源办公室资助项目(PYFl92)。
应用于一些高性能车辆及特殊用途车辆¨】。笔者
利用硼酸与多聚乙二醇醚直接酯化反应来合成硼酸酯,并考察了链状硼酸酯的性能与结构的关系,最终研究出了操作简单、收率高(98%以上)的减压蒸馏状态下的“一锅反应合成法”。产品的干平衡回流沸点高达279%,水解稳定性(饱和水蒸气法)
达到96h。
2实验部分
2.1
实验原理
基金项目:
作者简介:刘峰(1983一),男,河北石家庄人,硕士研究生,主要从事制动液用硼酸酯合成的反应动力学及其应用方面的研究。
(E-mail:hebeiliufen9123@163.COrn)
联系人:收稿日期:
丛玉凤(1965一)。女,辽宁本溪人,教授。从事石油化学品的研制与开发工作。
2010-07-08
万方数据
精细化工中间体第40卷
2.1.1硼酸酯的合成原理:
合成的链状硼酸酯反应式如下。
舨BI/伽+l-OHl5
+q_‘3ROH
m瞅P巴3
F+
H20
OH
OR
其中,R为¨或弋“∥(n=3或4)。
从以上反应方程式可知,酯化反应是一个可逆反应,要使反应向有利于产物的方向进行。必须及时除去反应中产生的水或者使反应物有一定的过量。基于以上原理.实验在硼酸酯的合成过程中采用减压反应装置,反应中产生的水能够及时被除去。从而使反应进行完全。2.1.2硼酸酯的水解机理
一方面硼酸酯中B原子具有空的sD2杂化轨道易被含有未共用电子对的亲核试剂的进攻。另一方面水分子中含有未共用电子对。可攻击硼酸酯中的B原子,使其发生水解㈣]。水解过程如下所示。
》:墨》啪R一[》:孽oRR]
一[》孙R‘剪:嚣一ROH+HO-嚣
目前用于提高硼酸酯的水解稳定性的研究方法主要有配位法.即利用含孤对电子的物质与硼酸酯中的硼原子配位占据其空轨道(比如含氮物质),改变硼酸酯的结构增加其空间位阻,使水分子不易进攻硼原子的空轨道。实验采用的是通过添加外配位剂(如乙醇胺等含氮物质)和改变硼酸酯的结构
增加其空间位阻来增大硼酸酯的水解稳定性的。2.2仪器及试剂
仪器:2xZ一2型旋片式真空泵(上海奥丰泵阀制造有限公司)、傅立叶红外光谱仪FT—IR200(天津港东科技发展有限公司)、ST0430—1刹车液平衡回流沸点测定仪(武汉松涛分析仪器有限公司)、PHS一3D型pH计(上海怡珠电气有限公司)、FA系列电子分析天平(上海伦捷机电仪表有限公司)等。
试剂:硼酸、双酚A、乙醇胺(以上试剂均为AR);三乙二醇单甲醚、四乙二醇单甲醚、三乙二醇单丁醚(以上试剂均为工业级)。
2.3
实验步骤
万方数据
2.3.1
硼酸酯的合成
按化学计量式及试剂的纯度取适量的多聚乙二
醇醚及其它药品加入圆底烧瓶内。加入磁子开启搅
拌器,加热至80~120。C,使物料发生酯化反应。酯化时使系统减压(真空度为l
300~8000Pa)以
除去酯化生成的水及低分子量组分。当系统残余水量小于0.2%时(温度在控制范围内,冷凝管不再有馏分析出),即为酯化终点。最后得到酯化产品。由酯化反应的出水量可知本法的收率都在
98%以上。
2.3.2硼酸酯的干平衡回流沸点的测定方法
依据GB12981—2003。干平衡回流沸点的测定方法:将60mL待测样品中放人平衡回流沸点测定仪加热至沸腾.温度计显示温度在5min内稳定不变的温度即为其平衡回流沸点。
2.3.3
硼酸酯水解稳定性的测定方法
硼酸酯的水解稳定性测定方法:将一杯蒸馏水
在干燥器中放置8h以上.使干燥器保持水蒸气饱和环境,将约5g硼酸酯加入称量瓶中,尽快将试样放入干燥器中.观察液体开始变浑浊或出现沉淀的时间.以此时间做为判断硼酸酯水解稳定性的指标,实验温度为室温[91。3结果与讨论
3.1链状硼酸酯的性能
实验按照分子设计合成3种不同结构的链状硼酸酯,对其性能进行分析,实验结果见表l。
表1链状硼酸聋的性能
Table
1
The
performance
of
thechainborateI瞎'ttelg
实验中合成产品的IR(ZnS窗片液体池)数据:1
366
cm一(B—O键的特征吸收峰),860
cm一
(B—O半极性键的特征吸收峰),722cmd(长链硼酸酯的特征吸收峰)。
以上数据结合酯化反应过程中的出水量确定所3.2链状硼酸酯的IR袁征
合成的样品为所预期的目标产物。
第4期刘峰。等:制动液用链状硼酸酯的研制
3.3链结构对硼酸酯干沸点的影响
将合成的链状硼酸酯产品干燥后测其干平衡回流沸点,硼酸酯的沸点随其侧链结构的变化趋势,
见图l。
\
p
《嚣卜
1.7
1.8
1.9
2.0
2.1
2.2
2.3
2.4
2.5
2.6
链中碳氧个敦比
圈l链结构对硼酸蘸干沸点的影响
Fig.1
The
effectofthechll.mstructureOHthe
dry
boilingpoint
ofthe
chainboratei≥ster
从图1可以看出。对于链状硼酸酯,链中的碳氧个数比越大.其沸点越高。这主要是因为链中聚合度一定的正构烃基醚的碳氧个数比越大。醚基中的正构烷烃链越长,其结构在空间的伸展度越大,与其它分子间的接触面积越大。则分子间作用力也越大。最终导致沸点越大。
3.4酸值及结构对硼酸酯水解稳定性的影响
影响硼酸酯水解速率的因素是多方面的。笔者对酸值、分子结构等主要因素进行了考察。
3.4.1
酸值对硼酸酯水解速率的影响
由表l可知。当硼酸酯中加入乙醇胺调节pH
值至中性或偏碱性时.硼酸酯的水解稳定性明显提高.导致这种情况发生的主要原因是硼酸酯中的硼原子的空轨道被外加的乙醇胺中氮原子的孤对电子所占据.使得水分子不易进攻硼原子而发生水解。3.4.2硼酸正聚醇醚基的结构对硼酸酯的水解速率
的影响
实验考察了硼酸正醇醚基酯的结构对硼酸酯的水解速率的影响,结果见图2。
从图2可看出.链状硼酸酯中链的取代基越长,支链化程度越高,水解速率越低,支链硼酸多元醇酯具有更低的水解速率。这是由于硼酸酯水解时。从平面三角形结构转为四面体结构时,键角由大约1200降至1090。使得酯基中B原子上的取代
万方数据
基更为靠近,取代基所占空间较大时,水解所需活化能大幅度增加。水解速率得以降低。
工
\
星
鲁葛塔锰翠
加:2∞弱∞诣∞弘∞6
直链煞碳原子个敦/个
圈2链状硼酸酯的直链基对硼酸醋水解速率的影响
Fig.2
The
effect
ofthe
chain
ofthedHidll
borate
eIiter
on
its
hydrolysis
speed
4结论
基于以上实验,链状硼酸酯的储备和使用,必
须在中性或弱碱性,无水的环境中进行;链状硼酸酯中链的取代基越长,支链化程度越高。水解稳定性越好:三乙二醇单丁醚与硼酸直接反应得到的链状硼酸酯干沸点高达279。C。适合用于高质量制动液的研制;通过添加外配位剂(比如乙醇胺等含有孤电子对的物质)的方式可提高链状硼酸酯的水解稳定性。参考文献:
[1]
王军,刘文彬,史爱峨.机动车制动液传动液及添加剂[M].第1版.北京:化学工业出版社.2006:330.[2]
叶少林,冷观俊.国内外合成制动液现状与发展趋势[J].石油商技。2001。19(3):5—8.
[3]郭艳.有机硼酸酯应用现状及发展趋势[J].贵州化工,
2009,34(2):26-30.
[4]骆巍明,周伟克.国外研制高性能硼酸酯型制动液述评[J].合成润滑材料,1989,16(3):14—24.
[5]金振华,夏家责.硼酸酯型汽车制动液的研制与开发[J].中南汽车运输,1999,15(4):1-3.
[6]Kao
M
J,Tien
D
C。Ting
C
C,eta1.Hydrophilic
characterizationofautomotive
brakefluid[J].Journal
ofTesting
andEvaluation,2006,34(5):1-5.
[7]
葛春华,邓敏,李鸿图.硼酸氨基三乙酯的合成及水解稳定性的研究[J].辽宁大学学报(自然科学版),1998,25(1):
26-29.
[8]胡晓兰。粱国正.硼酸酯水解稳定性研究与应用[J].材料导报,2002,16(1):58-60.
[9]马其坤,张秀玲.聚乙二醇硼酸酯防锈润滑剂的合成与性能[J].上海化工,2009,34(2):15—17.
制动液用链状硼酸酯的研制
作者:作者单位:刊名:英文刊名:年,卷(期):
刘峰, 荆鹏, 王晓蕾, 丛玉凤, 黄玮, 赵杉林, LIU Feng, JING Peng, WANGXiao-lei, CONG Yu-feng, HUANG Wei, ZHAO Shan-lin辽宁石油化工大学,化学与材料科学学院,辽宁,抚顺,113001精细化工中间体
FINE CHEMICAL INTERMEDIATES2010,40(4)
参考文献(9条)
1.马其坤;张秀玲 聚乙二醇硼酸酯防锈润滑剂的合成与性能[期刊论文]-上海化工 2009(02)2.胡晓兰;梁国正 硼酸酯水解稳定性研究与应用[期刊论文]-材料导报 2002(01)3.葛春华;邓敏;李鸿图 硼酸氨基三乙酯的合成及水解稳定性的研究 1998(01)
4.Kao M J;Tien D C;Ting C C Hydrophilic characterization of automotive brake fluid 2006(05)5.金振华;夏家责 硼酸酯型汽车制动液的研制与开发 1999(04)6.骆巍明;周伟克 国外研制高性能硼酸酯型制动液述评 1989(03)7.郭艳 有机硼酸酯应用现状及发展趋势[期刊论文]-贵州化工 2009(02)
8.叶少林;冷观俊 国内外合成制动液现状与发展趋势[期刊论文]-石油商技 2001(03)9.王军;刘文彬;史爱峨 机动车制动液传动液及添加剂 2006
本文链接:/Periodical_jxhgzjt201004017.aspx
正在阅读:
制动液用链状硼酸酯的研制05-25
浅析生物学科的教育价值-最新教育资料04-06
民间艺术作文500字02-05
脱贫攻坚工作先进个人事迹材料 3篇02-02
算法交易11-06
家中的美食作文500字06-22
北京五中2007-2008学年度第一学期期中考试试卷高三数学(文科)03-20
PHP编程基础与实例教程练习题参考答案04-29
- 教学能力大赛决赛获奖-教学实施报告-(完整图文版)
- 互联网+数据中心行业分析报告
- 2017上海杨浦区高三一模数学试题及答案
- 招商部差旅接待管理制度(4-25)
- 学生游玩安全注意事项
- 学生信息管理系统(文档模板供参考)
- 叉车门架有限元分析及系统设计
- 2014帮助残疾人志愿者服务情况记录
- 叶绿体中色素的提取和分离实验
- 中国食物成分表2020年最新权威完整改进版
- 推动国土资源领域生态文明建设
- 给水管道冲洗和消毒记录
- 计算机软件专业自我评价
- 高中数学必修1-5知识点归纳
- 2018-2022年中国第五代移动通信技术(5G)产业深度分析及发展前景研究报告发展趋势(目录)
- 生产车间巡查制度
- 2018版中国光热发电行业深度研究报告目录
- (通用)2019年中考数学总复习 第一章 第四节 数的开方与二次根式课件
- 2017_2018学年高中语文第二单元第4课说数课件粤教版
- 上市新药Lumateperone(卢美哌隆)合成检索总结报告
- 制动液
- 链状
- 酸酯
- 研制
- 畅捷通学院T认证高级考试题
- 第三章 空间数据的采集和质量控制
- 怀孕周期表,很有用哦
- 全国2009年1月高等教育自学考试 综合英语(一)试题 课程代码00794
- 八年级语文上册第一次月考测试题(2011-8-26)
- 嘉轩住宅小区售楼处岩土工程勘察投标文件
- 有机韭菜栽培技术规程
- 影响消费者购买行为的主要因素
- “五步三查”在语文教学中的应用及反思
- 国际贸易地理期末试卷B
- 二年级下册数学北师大版黄冈市名校期末测试卷(含答案)
- 广州市第二批教育实践活动“考学”试题
- 愚人节活动策划案
- CDIO模式下电子系统课程设计研究与实践
- 副井施工组织设计
- 新人教版英语八年级下册期末测试题
- 安徽某汽车公司车架车厢改造项目可研报告
- 3.5神奇的小电动机
- 2009年福建省生物学科初中学业考试评价报告
- 创业计划书(便利店 市场营销专业创业计划书 有word 需要的M我)