2,9-二丁基-1,10-癸二酸的合成(3)
目前，国外发达国家已使用支链多元羧酸或盐作为电解质，支链多元羧酸盐在乙二醇溶液中的溶解度和热稳定性均优于直链羧酸盐，并且有化学自修复能力，因此使用支链多元羧酸盐加上乙二醇体系能制造出低有效阻抗、高纹波电流承受能力、损耗因子在使用中变化率低和长寿命的优质电容器产品。由这种工作电解液制备的高压铝电解电容器具有低漏电流、耐大纹波、耐高频和高温长寿命性能。
1.3.1 2.9-二丁基癸二酸
有文献报道过[8]：将正丁基丙二酸二乙酯溶于干苯中,向该溶液中添加碱的溶液,加热回流，滴加1，6-二溴己烷，再进行加热回流反应。充分反映后得到四羧酸酯，用碱处理后再水解得到四羧酸。将得到的化合物加热回流去碳酸化脱酸，得到2.9-二丁基癸二酸。
图1-1 以正丁基丙二酸二乙酯与1，6-二溴己烷为原料合成方法
此方法中以正丁基丙二酸二乙酯作为原料在加热回流的情况下与1，6-二溴己烷进行麦克加成反应，活泼亚甲基化合物形成的碳负离子，对α，β-不饱和羰基化合物的碳碳双键进行亲核加成，生产四羧酸酯，然后将得到的化合物用氢氧化钾和盐酸进行处理，然后得到水解产物，四羧酸。在水解得到四羧酸后，将产物在吡啶的环境下热回流去碳酸化脱酸，得到最终产物。
1.4 2,9-二丁基-1,10-癸二酸的简介
2,9-二丁基-1,10-癸二酸,白色片状结晶，其化学名称为2,9-二丁基-1,10-癸二酸，其分子式为C18H38O4。微溶于水，溶于乙醇、乙醚。可燃，基本无毒。存放时避免与液酸和碱接触，于阴凉通风处贮存，防火防潮。
图1-4 2,9-二丁基-1,10-癸二酸的结构式
2,9-二丁基-1,10-癸二酸作为新兴的电容器电解液，其含碳原子数多，碳链更长，且在结构上引入烷基支链，空间位阻效应明显，吸收更多的能量才能使得分子断链失重排，这让长链二元羧酸能够在更加高的温度下进行工作，而在直链上的支链基团增加了高温条件下对于酯化的抑制能力，对旁边的羧基具有很好的保护作用，提高了高温的稳定性．因此，长链二元羧酸具有较好的热稳定性，用在工作电解液中可制备出耐高温的铝电解电容器．
1.5 2,9-二丁基-1,10-癸二酸的研究意义
由于含水体系的所谓局限非水体系工作电解液一直得到重点研究和发展，但是，因溶剂的环保问题溶质的安全性问题使得其发展受到限制。一度热门的MEG–DMF体系季铵盐体系成为昨日黄花。而溶剂方面MEG–NMF体系和MEG–GBL体系 NMF–GBL 体系，MEG–DEG 体系 以及溶质方面如顺丁烯二酸 1 7–癸二酸 1 6–十二二酸聚丙烯酸等大分子側链羧酸和多聚物酸及其盐类体系都得到了较快的发展。基于上述体系，闪火电压以及电导率指标都有了很大的飞跃，电解液寿命达到比较优异的5 000到10 000 h。并且500到700V的超高压工作电解液的研究成果也很显著提升。随着对碳十四道碳二十二直链或支链的二元和多元羧酸及其盐类的物化特性的进一步了解和一些新的添加剂被发现闪火电压达 600到700 V 满足非水体系电解液已在生产中使用。但是，在这一类电容器中,电解液的闪火电压高并不代表芯包的耐压就高。芯包的耐压并不简单地与闪火电压成正比。在这一领域的研究我们需要进行不断突破以求得进一步改善，使得高压工作电解液电性能特性，温度特性和寿命特性达到新的高度来满足产品需求[10]。
随着技术的发展，出现了宽温长寿命工作电解液，也就是合支链多元羧酸铵型电解液的不断推出。经过试验发现这种电解液材料可以被用来提高电解液性能，溶剂上发现了冰点达–60 以下 沸点 300 左右的高低温特性都非常优异的材料。中国虽然有着巨大的市场，但是科技与技术水平却达不到相应的水平来满足其需求。而本课题正是着眼于此，发掘宽温电解质材料，并且钻研其制作方法，优化其工艺水平。