橡膠籽油的環(huán)氧化與羥基化及其應用研究

1、學校代碼：10225學號：B15148學位論文橡膠籽油的環(huán)氧化與羥基化及其應用研究指導教師姓名：申請學位級別：論文提交日期：授予學位單位：顧繼友博士黃元波東北林業(yè)大學2015年9月東北林業(yè)大學學科專業(yè)：論文答辯日期：授予學位日期：答辯委員會主席：論文評閱人：生物材料工程2015年11月素夕厶櫛素大學摘要摘要隨著社會發(fā)展對石油類不可再生資源的需求日益增多，各國為了緩解能源壓力和滿足環(huán)保要求，逐漸重視可再生資源化學利用方面的研究。植物油作為

2、一種重要的可再生資源，由其制備的多種化工產(chǎn)品已進入市場，但目前所采用的植物油多為大豆油(soybearloil，簡稱SBO)、菜籽油等食用油，存在與人類爭糧爭地問題。橡膠籽油(rubberseedoil，簡稱RSO)作為一種重要的植物油資源，不僅不可食用，而且作為橡膠產(chǎn)業(yè)的副產(chǎn)物，完全不存在上述問題。目前，環(huán)氧化法制備環(huán)氧植物油及其羥基化制備植物油基多元醇是制各植物油基化學品的重要途徑之一，但是，目前環(huán)氧化過程主要采用硫酸等腐蝕性較強的

3、無機酸為催化劑，不僅易腐蝕生產(chǎn)設備、污染環(huán)境，而且與產(chǎn)物難以分離，使產(chǎn)物的后處理工藝變得復雜。因此，本文以非食用的木本油料RSO為原料，在其環(huán)氧化反應中創(chuàng)新地引入TiMCM41介孔分子篩為催化劑來制備環(huán)氧橡膠籽油(epoxidizedrubberseedoil，簡稱ERSO)，并由其進一步制備橡膠籽油基多元醇(rubberseedoilbasedpolyol，簡稱RSO—poly01)。(1)對原料RSO進行了基本理化特性分析，采用GC

4、MS、FTIR、1HNMR、乃CNMR、DSC、TG等儀器分析手段進行了表征，并在此基礎上對比了RSO和SBO的脂肪酸組成與含量，結(jié)果表明RSO的脂肪酸組成與SBO相似，RSO的不飽和脂肪酸含量為8609％，理論環(huán)氧值為798％，可以做為制備ERSO及RSOpolyol的上好原料。(2)采用浸漬法制備了TiMCM41介孔分子篩催化劑，以油酸甲酯為反應模型物，確定了適用于植物油環(huán)氧化反應的TiMCM41介孔分子篩催化劑的最佳制備條件。并對

5、其循環(huán)使用和再生活化性能進行了測試，結(jié)果表明，經(jīng)三次循環(huán)使用和再生活化后，TiMCM41介孔分子篩催化劑仍具有良好的催化性能，所制備的環(huán)氧油酸甲酯的環(huán)氧值仍在5％以上。對TiMCM41介孔分子篩催化劑進行FTIR、XRD和BET、EDAX分析的結(jié)果表明，負載Ti后的MCM41介孔分子篩催化劑的長程有序性有所破壞，比表面積減少，孔容下降，孔徑幾乎未變；TEM分析結(jié)果表明，TiMCM41介孔分子篩催化劑的孔道為規(guī)則排列的六方結(jié)構(gòu)，一維平行分

6、布，孔道和骨架為交替結(jié)構(gòu)。(3)以上述綠色、非均相的TiMCM41介孔分子篩為催化劑，在催化油酸甲酯環(huán)氧化的基礎上，研究了RSO的環(huán)氧化反應，確定了最佳環(huán)氧化反應的工藝條件。結(jié)果表明，ERSO的環(huán)氧值隨著反應時間、反應溫度和催化劑用量的增加而先升高后降低，隨著環(huán)氧化劑叔丁基過氧化氫用量的增加而降低。RSO環(huán)氧化最佳工藝條件為：反應時間為5h，反應溫度為70℃，叔丁基過氧化氫與RSO的摩爾比為4：1，Ti與RSO摩爾比為005：1。在此條