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高岭土在乳酸正丁酯的制备中的应用 高岭土磨粉生产线全套设备

来源:山东埃尔派粉体科技有限公司发布日期:2021-03-17

干燥性能指高岭土泥料在干燥过程中的性能。包括干燥收缩、干燥强度和干燥灵敏度等。干燥收缩指高岭土泥料在失水干燥后产生的收缩。高岭土泥料一般在40—60℃至多不超过110℃温度下就发生脱水而干燥,因水分排出,颗粒距离缩短,试样的长度和体积就要发生收缩。干燥收缩分线收缩和体收缩,以高岭土泥料干燥至恒重后长度及体积变化的百分数表示。高岭土的干燥线收缩一般在3—10%。粒度越细,比表面积越大,可塑性越好,干燥收缩越大。同一类型的高岭土,因掺合水的不同,其收缩也不同,多者,收缩大。在陶瓷工艺中,干燥收缩过大,坯体容易发生变形或开裂。

乳酸正丁酯是一种高沸点的溶剂,在工业中主要用于天然树脂、合成树脂、香料、涂料、印刷油墨、干洗剂、黏结剂等行业,应用非常广泛。工业上乳酸正丁酯主要以浓H2SO4作为催化剂,由乳酸和正丁醇通过酯化制得。用浓H2SO4作为催化剂,会产生大量副反应,还会出现腐蚀设备和废酸排放污染环境等问题。因而,寻找新型酯合成催化剂一直是人们研究的课题。

马建强等采用广西富有的、价格低廉的高岭土经盐酸改性后作为催化剂,催化合成乳酸正丁酯。实验表明,在相同条件下,盐酸的酸改性高岭土的催化效果较好,乳酸的转化率可达94.1%。高岭土的基本结构是由以共价键为主要形式结合的硅氧四面体和以配位键为主要形式结合的铝氧(氢氧)八面体,这两个部分由于结合形式不同,键的稳定性不同,对酸的稳定性亦不同,应用一定浓度的盐酸(或硫酸)对高岭加工,高岭土生产线土进行酸改性,可改变高岭土化合物的化学组成和结构,并且导致表面活性发生变化,从而使其具有较高的催化活性。从孔分布看,高岭土孔分布范围较广,主要以大孔和微孔为主,但数量较少,表现出孔体积和比表面积较小,高岭土的DTA图表明,在661.7℃处有相变发生;而酸改性高岭土存在中孔分布,孔体积和比表面积都较小,因而酸改性高岭土在酸正丁酯酯化反应中表现出很高的活性。

实验表明,在没有催化剂的条件下,乳酸的转化率较低,当加入催化剂后,乳酸的转化率明显提高。说明酸改性高岭土对酯化反应有明显的催化作用,催化剂用量增加,转化率也增加,当催化剂用量过大时,转化率反而有所下降,这可能是由于催化剂浓度过高,催化了逆反应的进行。该研究成果为高岭土原料的应用开辟了一条新途径。

陈丹云等以硝酸铈铵、高岭土和SnCl4・5H2O为原料,在促进剂H2SO4浓度为210mol/L、浸渍12h、350℃焙烧3h的条件下,制备了固体超强酸催化剂SO/SnO2-CeO2-高岭土。该催化剂用于乳酸与正丁醇的酯化反应合成了乳酸正丁酯。结果表明,适宜反应条件是:醇酸摩尔比为1.8:1,催化剂用量为反应物总质量的3.10%,甲苯为10mL(每升反应物中甲苯的用量),反应时间达3h,酯收率达93.18%。催化剂重复使用4次,酯收率仍可达80.18%。

就高岭土当前加工方式而言,有机械粉碎和气流粉碎两种方式。而机械粉碎一般粉碎到300目-1000目左右,但其粉碎加工为机械方式,因此粉碎细粉里有铁含量增加与其他杂质,对应用纯度要求较高行业而言,有缺陷;气流粉碎由于采取物料与物料之间相互碰撞与剪切,没有粉碎介质参与,因而有效保障了物料的纯度,从而满足纯度要求较高行业的应用效率,同时气流粉碎机的粉碎细度可达5000目(细度范围可调1000目-5000目)。山东埃尔派粉体科技有限公司专业生产各类超微粉体设备:气流粉碎机、机械粉碎机、气流分级机、球磨分级生产线、表面改性生产线等。

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