基于大豆油的改性產(chǎn)品的研究.pdf

1、可持續(xù)發(fā)展是當今世界一個很重要的議題，各國都積極研究開發(fā)新材料，新能源。對植物油的開發(fā)利用是其中一個重要的方向。植物油有著許多優(yōu)點：如產(chǎn)量大，成本低，結構上帶有豐富的化學活性點等。因此，人們很早就對其進行研究，并開發(fā)運用到諸多領域中，如油漆，膠粘劑，潤滑油等等。大豆油是植物油中被最廣泛應用的一種。目前，大豆油在世界食用油市場中占主導地位，雖然只有少部分被用于工業(yè)生產(chǎn)領域，但是已經(jīng)涵蓋了生產(chǎn)生活的許多方面。隨著科學技術的發(fā)展，它的潛能還能

2、進一步擴大。 本文以大豆油作為研究對象，深入發(fā)掘了將其改性得到化工產(chǎn)品的可能性。經(jīng)過一系列實驗，成功研制了環(huán)氧大豆油(ESO)，環(huán)氧大豆油丙烯酸酯(AESO)和馬來酸改性的環(huán)氧大豆油丙烯酸酯(MAESO)。其中，AESO與MAESO具有光固化性能。并且由于大豆油本身所具有的長的脂肪鏈，固化膜表現(xiàn)出良好的柔韌性，克服了很多紫外光固化材料常遇到的固化膜脆性較大的問題。具體工作如下： 1.采用強酸性陽離子交換樹脂作為催化劑，通

3、過設計兩個正交表得到了合成環(huán)氧大豆油的最佳實驗條件。避免了采用濃硫酸作為催化劑對環(huán)境的破壞。發(fā)現(xiàn)乙酸用量20％(以大豆油質(zhì)量計)，雙氧水60％，強酸性陽離子催化劑8％，反應時間8小時得到的環(huán)氧大豆油環(huán)氧值達到了6.60。同時還考察了將甲酸代替乙酸進行反應的實驗條件。發(fā)現(xiàn)甲酸的用量為10％(以大豆油質(zhì)量計)，溫度為50℃時可以得到合格的產(chǎn)品。此外，對得到的粗環(huán)氧大豆油進行漂白實驗，篩選出最佳的實驗條件：溫度60℃，雙氧水用量30％(以大豆

4、油質(zhì)量計)氫氧化鈉濃度5％。這個條件下，產(chǎn)品顏色最淺，環(huán)氧值損失較少，并利用紅外，核磁對產(chǎn)品進行了確證。 2.將環(huán)氧大豆油與丙烯酸反應，合成了環(huán)氧大豆油丙烯酸酯，使大豆油具有光固化的條件。通過加入四丁基溴化銨，與三苯基膦配合進行催化，在短時間內(nèi)即得到了酸值低，顏色淺的產(chǎn)品。這是本文的一個發(fā)現(xiàn)。考察了溫度對反應的影響，發(fā)現(xiàn)在120℃時反應效果最佳。同時，用紅外，核磁確證了大豆油主鏈上已接入丙烯酸分子。最后，加入光引發(fā)劑后，產(chǎn)品在紫

5、外燈下短時間(5秒內(nèi))就能夠固化，而且固化膜光亮，柔韌性良好。因此，能夠作為油溶性光固化涂料，油墨的基質(zhì)樹脂。 3.將馬來酸酐與環(huán)氧大豆油丙烯酸酯上的羥基進行酯化反應，得到了馬來酸改性的環(huán)氧大豆油丙烯酸酯。最終產(chǎn)物與有機胺中和后，可以溶解在水中。實驗考察了馬來酸酐用量對產(chǎn)品水溶性的影響，發(fā)現(xiàn)當馬來酸酐用量為17.3％(以環(huán)氧大豆油丙烯酸酯質(zhì)量計)，合成出的MAESO即表現(xiàn)出良好的水溶性。實驗還發(fā)現(xiàn)，以鈦酸正丁酯為催化劑，75℃下