生物質(zhì)基環(huán)氧樹(shù)脂合成新工藝及改性研究.pdf

1、環(huán)氧樹(shù)脂具有許多的優(yōu)良性能，廣泛地應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域，但隨著全球石油資源的日益衰竭，人們環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)，對(duì)環(huán)氧樹(shù)脂的生產(chǎn)工藝的要求越來(lái)越高。環(huán)氧樹(shù)脂生產(chǎn)工藝的清潔化及改性已經(jīng)得到了人們的關(guān)注，而以天然可再生的環(huán)氧植物油對(duì)環(huán)氧樹(shù)脂進(jìn)行改性更是成為了研究的熱點(diǎn)。
　　本研究工作包括：
　　（1）用二氯異丙醇（DCP）代替環(huán)氧氯丙烷（ECH）為原料，合成了生物質(zhì)基環(huán)氧樹(shù)脂（簡(jiǎn)稱(chēng)DCEP）。該生產(chǎn)過(guò)程省去了ECH的制備，大幅度減少了EC

2、H生產(chǎn)過(guò)程中廢水及相關(guān)污染物的排放。
　　（2）制備了磺酸基功能化微球硅膠催化劑，催化合成環(huán)氧大豆油（ESO）。
　?。?）用ESO對(duì)DCEP進(jìn)行改性研究，考察原料配比、固化條件對(duì)固化材料性能的影響。合成路線及主要結(jié)論如下：
　　以雙酚A和DCP為原料，在無(wú)溶劑的條件下滴加NaOH合成雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂。通過(guò)正交試驗(yàn)得到反應(yīng)優(yōu)化條件，又進(jìn)一步考察了物料配比、堿的濃度、滴堿時(shí)間及催化劑單因素對(duì)反應(yīng)的影響，得到優(yōu)化反應(yīng)條件為

3、物料配比n（雙酚A）：n（DCP）：n（NaOH）=1：3：6.3，堿的濃度為20 wt％，滴堿時(shí)間為2 h，反應(yīng)溫度為60℃，反應(yīng)時(shí)間為6 h。所得產(chǎn)品環(huán)氧值為7.05％，產(chǎn)率達(dá)到91.3％，并用FT-IR、1H NMR、HPLC對(duì)合成的產(chǎn)物進(jìn)行表征。產(chǎn)品性能與商品E-44相當(dāng)。
　　制備了不同3-巰丙基三甲氧基硅烷（MPTS）負(fù)載量的磺酸基功能化微球硅膠，并利用SEM、FT-IR、13C NMR CP/MAS等對(duì)其進(jìn)行表征。用

4、所制備磺酸基功能化微球硅膠為催化劑合成 ESO。優(yōu)化反應(yīng)條件為大豆油：雙氧水（50％）：乙酸：催化劑（MPTS負(fù)載量為75 wt％）=1：0.5：0.07：0.1（質(zhì)量比），75℃，7 h。所得產(chǎn)品環(huán)氧值達(dá)到6.5％。催化劑重復(fù)使用6次活性未明顯下降。對(duì)大豆油雙鍵環(huán)氧化反應(yīng)動(dòng)力學(xué)研究，得到75℃時(shí)大豆油反應(yīng)級(jí)數(shù)為擬一級(jí)。
　　以ESO和DCEP為原料，按不同的配比混合，將常用環(huán)氧樹(shù)脂固化劑進(jìn)行對(duì)比實(shí)驗(yàn)分析，選取四氫苯酐（THPA）

5、為固化劑，2-甲基咪唑?yàn)榇龠M(jìn)劑，固化過(guò)程為100℃/2 h、140℃/3 h、160℃/1 h，合成ESO改性環(huán)氧樹(shù)脂。采用FT-IR對(duì)產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征，用拉伸試驗(yàn)和沖擊試驗(yàn)對(duì)產(chǎn)物進(jìn)行力學(xué)性能進(jìn)行表征，用TG、DSC對(duì)產(chǎn)物熱性能進(jìn)行分析，結(jié)果表明，ESO和DCEP發(fā)生了交聯(lián)反應(yīng)形成了新的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，使得DCEP的力學(xué)性能有了很大的提高。ESO含量為25％的固化產(chǎn)物的拉伸強(qiáng)度由43.57 MPa增加到58.64 MPa，沖擊強(qiáng)度由22.9