2、结果讨论
2．1催化剂及其用量对转化率的影响
甲基丙烯酸钠在环氧氯丙烷中的溶解度不足1％，两者之间的反应属于非均相反应，致使两反应不易发生。对于相转移反应而言，选择有效的相转移催化剂对提高转化率有明显作用。在实验中，筛选比较了不同的相转移催化剂(表1)。表1催化剂及其用量对转化率的影响注：90℃下反应120min；环氧氯丙烷和甲基丙烯酸钠摩尔比为4．0：1．0。
阳离子催化剂在环氧氯丙烷有机相中具有一定的溶解度，当它与钠盐固体相接触时，能与盐中的阴离子发生阴离子交换并进入有机相，同时与环氧氯丙烷发生取代反应，生成产物和催化剂本身。
十六烷基三甲基溴化铵含有较长的脂肪链，和其他阳离子催化剂相比，其与甲基丙烯酸钠盐形成的中间产物在环氧氯丙烷有机相中具有更好的溶解性，因此反应容易进行，催化效率较高。
尽管增加催化剂的用量有利于目标反应物转化率的提高，但当其用量超过甲基丙烯酸钠盐的5％时，这一趋势便会变得不再显著。若继续增加催化剂的用量，只会导致生产成本的明显提高。
鉴于以上分析，本实验采用十六烷基三甲基溴化铵为相转移催化剂，其用量控制在甲基丙烯酸钠盐质量的5～6％。
2．2反应温度和时间对转化率的影响表2反应温度和时间对转化率的影响注：环氧氯丙烷和甲基丙烯酸钠摩尔比为4．0：1．0；催化剂CTAB用量5．5％。提高反应温度、延长反应时问虽可加快反应速度，但在较高的反应温度下，随着反应时间的持续延长，反应物转化率提高的程度明显降低；同时，高温长时间的反应会还会导致生成物分子内双键的聚合和环氧基的开环。因此，温度升高到一定程度后，长时间的反应反而会导致反应物产率的下降。此外，在较高的反应温度下，体系中微量的水份也易使得单体的自由基引发聚合和环氧键的开环聚合，导致高聚物的生成和一系列副反应发生，并生成环氧丙醇、1，3-二氯-2．丙醇等副产物[6]。
尽管较低温度下的长时间反应有利于反应物产率的提高，但此时的生产效率不高。本实验中，甲基丙烯酸钠盐在100℃下与环氧氯丙烷反应150min左右时，GMA的产率最高。另外，100℃得到的反应原液的颜色为淡黄色，其杂质明显增多。所以低温有利于提高GMA产物的纯度，减少副产物。
综合考虑，本实验采用在95～100℃下反应150～160min的制备工艺。
2．3溶剂用量对转化率的影响表3溶剂用量对转化率的影响注：95～100℃下反应150～160min；催化剂CTAB用量5．5％。对于平衡反应，增大反应物的浓度可明显使反应向生成物方向移动，以提高目标反应物的转化率。
此外，对于一个非均相的反应来说，通过加大液相反应物的浓度，还可同时达到减小体系黏度和增加固、液两相接触几率的目的。因此，增大反应物配比不仅可以提高转化率，而且还能提高反应速率。本实验研究了环氧氯丙烷用量对甲基丙烯酸钠盐转化率的影响(表3)。随着环氧氯丙烷用量的增加，目标反应物的转化率越来越高，当两者的摩尔比增至5．0：1．0以上时，转化率达最高。若继续增加环氧氯丙烷的用量，其对目标反应物转化率的提高作用不再明显。此时体系反应已达平衡，150min内甲基丙烯酸钠已基本全部参与了反应。为此，决定采用环氧氯丙烷与甲基丙烯酸钠盐两者间的摩尔比为5．5：1．0。
2．4 GMA性能测定及表征
2．4．1 GMA红外光谱分析图1甲基丙烯酸缩水甘油酯红外谱图
红外谱图3001．83cm-1波数处的中强吸收峰归属于同碳双取代烯烃(乙烯基CH2=C<)中C-H键的伸缩振动。由于乙烯基与羰基的共轭效应，使其出现的波数位置比其标准波数位置(3095～3075 cm-1)偏低。
2957．89cm-1和2931．06cm-1处的中强吸收峰则是由-CH3的伸缩振动所引起。由于-CH3存在有对称和不对称两种伸缩振动状态，因此在红外谱图中呈现双峰。
在双键伸缩振动区(1900～1500cm-1)，1721．76cm-1处很弱的吸收峰为>C=O的伸缩振动所引起；其出现的位置处于1735～1710cm-1之间，证实其为酯羰基。
1637．84cml处的中强吸收峰为>C=C<的伸展振动所引起；其单峰外形证实该双键为脂肪族化合物所有。
1300cm-1和1450cm-1附近处的吸收峰为烷烃c-H键的面内弯曲振动所引起。908．75、843．48和815．31cm-1处的峰为环氧骨架特征吸收峰。
2．4．2 GMA气相色谱分析
GMA样品中不同保留时间对应的质量分数如下(表4)：表4 GMA样品中不同保留时间对应的峰面积
可见，精馏后的产品纯度大于96％。这与采用盐酸-丙酮法测定纯化后产物的环氧值所得产品纯度97．2％接近。其中峰1为环氧氯丙烷；峰2为甲基丙烯酸缩水甘油酯；峰3为开环副反应产物；峰4～1 1为其他杂质。
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