Хімічна модифікація поліетиленгліколів двоосновними кислотами

Олігомерні естери на основі поліетиленгліколів є нейоногенними поверхнево-активними речовинами і можуть слугувати ефективними деемульгаторами для зневоднення та знесолення нафт [1, 2].

В роботі вивчено можливість одержання нових олігомерних естерів за реакцією хімічної модифікації поліетиленгліколів двоосновними кислотами :

HO-R1-OH + HOOC-R2-COOH → HO-R1-O-CO-R2-COOH + H2O

Характеристика використаних для реакції поліетиленгліколів (ПЕГ) подана у табл. 1.

Таблиця 1

Фізико-хімічні характеристики поліетиленгліколів

Марка

ПЕГСередня молекулярна масаГідроксильне число,

мг КОН/гФункційністьТемпература топлення, °С

ПЕГ-400400286,22,04-

ПЕГ-600600188,92,02-

ПЕГ-1500150074,41,9940-46

ПЕГ-4000400027,81,9850-55

ПЕГ-6000600018,31,9655-60

Як кислотні компоненти застосовували адипінову та глутарову кислоти марки “х.ч.”. Каталізатором реакції була п-толуолсульфокислота.

З метою встановлення оптимальних умов процесу хімічної модифікації поліетиленгліколів двоосновними кислотами вивчено вплив природи та співвідношення вихідних реагентів, температури і тривалості процесу на швидкість перебігу вищеподаної реакції.

Модифікацію ПЕГ кислотами вивчали у чотиригорлому реакторі, обладнаному мішалкою, термометром, барботером інертного газу та зворотним холодильником з насадкою Діна-Старка для контролю кількості виділеної в процесі реакції води. Реакцію проводили в розплаві у присутності каталізатора в кількості 1,2 % мольн. у розрахунку на кислотний компонент. Ефективну константу швидкості реакції визначали з графічної залежності середнього ступеня поліконденсації від часу 1/(1-р) = f(ф) за рівнянням Кеф = К/Скат , в якому К = tg б /C0 [3].

Вплив вихідного співвідношення реагентів вивчено на прикладі реакції між адипіновою кислотою (АК) та ПЕГ-600.

Отримані експериментальні результати підтвердили теоретичні та практичні дані про те, що найвищий ступінь поліконденсації у реакціях естерифікації досягається при еквімолекулярному співвідношенні реагуючих біфункційних сполук (табл. 2).

Таблиця 2

Вплив співвідношення вихідних реагентів на ступінь поліконденсації та константу швидкості реакції адипінової кислоти з поліетиленгліколем ПЕГ-600