松香松香树脂酸通过歧化反应歧化为脱氢枞酸、二氢枞酸和四氢枞酸。它比松香具有更好的抗氧化性和其他化学性质。
简历
20世纪30年代,美国发现松香在无氢的高温下反应生成脱氢枞酸、二氢枞酸和四氢枞酸。第二次世界大战期间,当美国实施丁苯橡胶计划时,它提出了用歧化松香皂代替脂肪酸皂生产通用合成橡胶的可能性。1943年,有一种歧化松香的试产产品。结果表明,以歧化松香皂为聚合物乳化剂生产的丁苯橡胶轮胎性能较好。此后,歧化松香的生产规模迅速扩大,并对丁苯橡胶的化学性质、生产工艺和聚合条件进行了系统研究。1946年,美国以歧化松香为乳化剂生产的通用gr-s-10丁苯橡胶月产量超过7000吨。同时,其他国家也大力开发歧化松香。20世纪80年代,世界歧化松香年产量达到20多万吨。20世纪50年代,中国兰州合成橡胶厂开始生产歧化松香。20世纪80年代初,广西梧州松香厂建成了年产1万吨歧化松香(皂)的车间。
反应机理
歧化反应的实质是枞酸中的两个氢原子从两个双键上被除去,重新排列成一个芳香环的脱氢枞酸。除去的氢被其他枞酸的两个双键吸收,变成二氢枞酸或四氢枞酸。
歧化可在高温(270℃以上)下发生。为了加速反应,采用碘、硫、硒、镍、钯碳或铂和有机硫化物作为催化剂。以钯炭为催化剂时,松香的组成、温度和钯炭的用量对歧化反应有一定的影响。高温有利于歧化反应,但脱羧反应加剧,酸值降低。催化剂用量大,反应快。在钯的用量相同的情况下,增加活性炭的用量、减小颗粒尺寸可以促进歧化反应,但钯的损失大,回收困难。活性炭的粒径一般为80目左右,钯的负载率为3~5%。
生松香应符合国家标准。铜、锰含量应小于5ppm,铁含量不得超过20ppm。马尾松松香中钯的有毒物质含量因产地而异。
处理方法
钯碳催化剂歧化过程可分为连续(固定床)和间歇(悬浮床):① 连续设备的结构相对简单,催化剂固定在塔中,熔融松香在一定的温度和流速下连续通过催化剂。该方法操作简单,易于实现自动控制。但应逐步调整操作条件,定期更换催化剂。松香原料质量不稳定时,容易影响产品质量② 间歇式设备更为复杂。松香和催化剂通过搅拌器装入反应釜进行歧化。反应完成后,通过过滤去除催化剂。当原料松香质量不稳定,每批催化剂活性不一致时,可调整操作条件,及时取样检验,使产品质量易于保证。
歧化过程中,随着枞酸含量的减少和脱氢枞酸含量的增加,紫外吸收光谱发生变化,枞酸的吸收峰(241 nm)逐渐减小甚至消失,脱氢枞酸的吸收峰(276.5 nm)逐渐增大。因此,可以跟踪歧化过程并计算两种酸的含量。