聚甲氧基二甲醚

聚甲氧基二甲醚（Polyoxymethylene dimethyl ethers，簡稱PODME或DMMn），又名聚甲醛二甲醚、聚氧亞甲基二甲醚、聚甲氧基甲縮醛，是一類以二甲氧基甲烷為母體、亞甲氧基為主鏈的低分子量縮醛類聚合物，其通式表示為： CH3O(CH2O)nCH3 （其中，n≥1的整數，一般取值小於8，下文用DMMn表示）。其聚合度為DMM3-6用於高品質柴油的調和劑。通常由甲醛與甲縮醛反應製得。

基本介紹

• 中文名：聚甲氧基二甲醚
• 英文名：Polyoxymethylene dimethyl ethers
• 別稱：聚甲醛二甲醚、聚氧亞甲基二甲醚、聚甲氧基甲縮醛
• 化學式： CH3O(CH2O)nCH3 
• 套用：清潔柴油調和組分、特殊溶劑

物理性質

聚甲氧基二甲醚是一種無色或淡黃色易揮發可燃液體，有輕微的醚類氣味。

聚甲氧基二甲醚組分特性參數

化合物	密度（g/cm3）	沸點（℃）	十六烷值（CN）	氧含量（%）
CH3O(CH2O)2CH3	0.9597	105	63	45.2
CH3O(CH2O)3CH3	1.0242	156	78	47.0
CH3O(CH2O)4CH3	1.0671	202	90	48.1
CH3O(CH2O)5CH3	1.1003	242	100	48.9
CH3O(CH2O)6CH3	1.1004	280	104	49.5
CH3O(CH2O)7CH3	1.1006	313	104	50
CH3O(CH2O)8CH3	1.1009	320	106	50.3

主要用途

DMM3-6可作為清潔柴油調和組分，物性與柴油相近，調和到柴油中使用不需要對車輛發動機供油系統進行改造。其十六烷值高達76，含氧量47%~50%，無硫無芳烴，在柴油中調合10%~20%，能顯著降低柴油冷濾點，可改善柴油在發動機中的燃燒質量，提高熱效率。同時DMM2、DMM3和DMM4也是一類溶解能力極強的溶劑。

製備方法

聚甲氧基二甲醚的合成原料主要包括兩部分，一部分是提供低聚甲醛的化合物，包括甲醛溶液、三聚甲醛、多聚甲醛等；另一部分提供封端化合物，包括甲醇、二甲醚、甲縮醛等。在製備聚甲氧基二甲醚的具體工藝研究中，採用的原料和催化劑的種類均不完全相同，按催化劑種類不同可分為以下幾類。

1.液體酸催化法

液體酸催化法：利用甲醇-甲縮醛共沸物與低聚甲醛在硫酸存在下加熱，冷凝回流反應一定時間後，產物利用20%的NaOH溶液加熱除去未反應完全的甲醛，後冷卻，上層液用碳酸鉀乾燥，並對乾燥後溶液進行精餾，分別得到DMM2-4的單體，該方法的工藝參數為:30mol甲醇-甲縮醛共沸物，8mol多聚甲醛，硫酸0.3mol，反應5.5h，產物用20%氫氧化鈉溶液處理，加熱回流1h除去未反應完的甲醛，最終產物w(DMM2-4)=90%～95%。

以30g三聚甲醛和63g二甲醚與0.2g硫酸，在反應釜中加熱至100℃，反應16h。並每隔1h取樣一次，發現8h後反應達到平衡，平衡組分分布為:w(DMM2)=18%，w(PODE3)=58%，w(PODE4)=16%。餘量是DMMn(n>4)以及取樣分析誤差。

採用高壓釜反應器，當以甲縮醛和多聚甲醛為原料時，n(甲縮酸):n(多聚甲醛)=1:5，以甲酸作為催化劑，催化劑以質量含量為標準，不超過總原料質量的0.1%，在溫度區間為150℃～240℃下，壓力為2MPa～6.89MPa時，反應4h～7h，兩種原料製備出的DMMn分子量均約為80～350。

以三氟甲磺酸為催化劑，充入惰性氣體以提高壓力，甲縮醛和多聚甲醛為原料，研究了不同原料比對多聚甲醛轉化率及產量的影響。得到的聚甲氧基甲縮醛主要以二聚體為主，產物中w(DMM2)=49.6%。

2.固體酸催化劑法

固體酸催化劑法：以固體超強酸、分子篩為催化劑，以甲醇和三聚甲醛為原料在反應釜中進行反應。原料n(甲醇):n(三聚甲酸)=1.0～5.0:1，催化劑用量為原料質量的1.0%～5.0%，反應溫度為100℃-150℃，反應壓力為0.5MPa～4MPa，反應時間4h，產物中w(DMM2-4)=77.4%。

採用兩步法合成DMMn，在第一步反應中，甲醛(或低聚合度多聚甲醛）與甲醇通過裝入Ti02改性的y-Al203-Ti02催化劑，物料摩爾比為n(甲醛):n(甲醇)=10:1，反應壓力4.5MPa，反應溫度80℃，液體體積時速(LHSV)0.5h-1;第二步反應中，採用HZSM-5分子篩催化劑，二甲苯作為分水劑，反應溫度120℃-140℃，催化劑占總物料質量3%，反應時間4h，產物經氣相分析甲醇的轉化率為94.0%。

3.陽離子交換樹脂催化法

以三聚甲醛、多聚甲醛、甲縮醛為原料，陽離子交換樹脂為催化劑，考察了不同原料組合、不同原料比、反應時間、以及不同助催化劑對產物組成的影響。結果發現商化鋰對此反應有助催化作用，當n(甲縮醛):n(多聚甲醛)=2:1，甲縮醛用量210mL，陽離子交換樹脂用量為35g，鹵化鋰的加入量為30.4g，反應溫度100℃，反應時間24h時，DMM2-4的質量含量最高，約為33.0%。

利用甲縮醛和三聚甲醛為原料，以AmberlystA15樹脂為催化劑，反應溫度為50℃，反應時間1h，反應結束後用10g15%碳酸鈉水溶液洗滌，減壓旋蒸除去甲縮醛，然後以帶有10塊塔板的精餾柱精餾，得到含有DMM3-8的餾分。

4.離子液催化法

以甲醇、三聚甲醛為原料，採用離子液作為催化劑，催化劑用量占總反應物質量的0.01%～10%，反應溫度60℃-130℃，壓力0.5MPa～4MPa，三聚甲醛的轉化率最高可達90.3%，w(DMM3-5)=43.7%。後其又以甲縮醛、三聚甲醛為原料，採用離子液作為催化劑，n(三聚甲醛）：n(甲縮醛)=0.1～3.0，催化劑用量為總投料質量的0.5%～8.0%。反應溫度為110℃-120℃，反應壓力為1.5MPa～3.0MPa。三聚甲醛的轉化率最高可達95%，DMM3-5的選擇性可達53.4%。離子液體作為催化劑，催化效率高、選擇性強，且對設備的腐蝕性低，易於與產物分離。

5.金屬氧化物催化法

以甲縮醛和三聚甲醛為原料，利用一種負載氧化鈮作為催化劑，反應在高壓釜中進行，條件範圍為:n(甲縮醛)：n(三聚甲酸)=0.6～4.8，催化劑用量占總反應物質量的0.2%～4.8%，反應溫度在120℃-180℃之間，反應時間為0.5h～4h，反應壓力為1MPa～5MPa，其實例中最優三聚甲醛轉化率為82%，產物分布中DMM3-8的質量含量為29.3%。

儲運條件

儲存於陰涼通風處,如露天放置，套用防雨布或其他材料搭棚遮蓋，實在不得已而儲存量甚大且無防雨布時，則須將桶傾斜立置並與地面成75℃角，桶上大小蓋口應在同一水平線上，以防雨水滲入。

在儲運中須執行有關防火安全規定。必須嚴禁菸火，並應設定完善的消防設備，在抽注油或倒罐時，油罐及活管必須用導電的金屬線接地，以防止靜電聚積起火。

在開關容器蓋子時，必須使用特製扳手，不得用鑿子及錘子，以免產生火花，引起火災。開啟前要擦淨，封閉時要加墊片，以免將油弄髒。