Page 145 - 《精细化工》2020年第11期

第 11 期 彭 卉，等: 涤纶催化织物的制备及其在醚合成反应中的应用 ·2291·

表 3 改性剂中阳离子单体结构对催化织物吸附量与接 够多的两相界面，并且反应体系中阳离子总量相同，
触角的影响 因此传质作用对吸附与反应过程并无太大的影响，
Table 3 Effect of different cationic monomer structure on 故改性剂中阳离子含量对织物的吸附性能与催化活
the adsorption capacity and contact angel
性的影响较小。但阳离子含量较高时，改性剂的耐
共聚物 阳离子单体 吸附量/(mg/g) 接触角/(°)
4 M 1 92.0 131.25 溶剂性能较差，催化织物回用性较差。因此，阳离
5 M 2 71.6 130.37 子单体的摩尔分数定为 13.20%。
6 M 3 70.1 131.90
2.3 改性剂负载量对催化活性的影响
通常情况下，季铵盐型相转移催化剂阳离子上 选用共聚物 4 为改性剂，其负载量对催化活性
链段长度的增加会引起亲油性增加、可及性下降。 的影响如图 7 所示。由图可知，负载量由 5%增加至
而对于催化织物影响亲油性的主要因素为聚合物中 20%时催化活性无变化，负载量继续增大则引起催
的亲油单体，因此 3 种催化织物的亲油性相差不大。 化活性的降低。两次催化对应的反应速率几乎不变。
阳离子是催化织物吸附负离子的主要位点，链段最
短的 M 1 单体中季铵盐阳离子电荷密度最大，所以对
阴离子的可及性最大，催化活性最高。因此，选用
M 1 为阳离子单体。
2.2.3 共聚物中季铵盐阳离子摩尔分数对催化活性
的影响

选用甲基丙烯酸十八烷基酯为长链烷基酯，M 1
为阳离子单体时，阳离子单体摩尔分数对催化性能、
吸附性能的影响如图 6、表 4 所示。

图 7 改性剂负载量对转化率的影响
Fig. 7 Effect of the loading of modifier on the conversion
rate

负载量对催化反应的影响主要取决于催化织
物上阳离子的密度与比表面积。负载量较少时，由
于反应体系中阳离子总摩尔量恒定，油水两相界面
面积相差不大，因此，其催化活性基本一致。但负
载量少的纤维使用量较大。负载量较高时，改性剂

可在纤维表面涂敷，单位面积阳离子的浓度不再变
图 6 阳离子单体摩尔分数对转化率的影响
Fig. 6 Effect of molar fraction of cationic monomer on the 化，而由于纤维之间的填涂造成对应的比表面积下
conversion rate 降，比表面的下降会引起催化活性的降低。因此，

表 4 阳离子单体摩尔分数对催化织物吸附量与接触角 改性剂最佳负载量为 20%。
的影响 2.4 催化织物的 SEM 表征
Table 4 Effect of molar fraction of cationic monomer on 改性剂（共聚物 4）负载量为 20% 时，催化织
the adsorption capacity and contact angel
物的 SEM 表征如图 8 所示。
阳离子单体摩尔分数/% 吸附量/(mg/g) 接触角/(°)
6.67 95.1 136.74
13.20 92.0 131.33
20.00 87.0 125.90
26.67 86.9 122.29

可以看出，催化织物对应的接触角随着阳离子
单体摩尔分数的增加逐渐降低；第一次催化时催化
活性几乎无差异；在第二次催化时，阳离子单体摩
尔分数为 20.00%与 26.67%的催化织物对应的催化
图 8 未处理涤纶（a）和催化织物（b）的 SEM 图
活性下降明显。 Fig. 8 SEM images of untreated polyester fabric (a) and
织物作为 PTC 催化剂固定化载体时，可提供足 modified polyester fabric (b)