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(dāng)今世界一個(gè)很重要的議題，各國(guó)都積極研究開發(fā)新材料，新能源。對(duì)植物油的開發(fā)利用是其中一個(gè)重要的方向。植物油有著許多優(yōu)點(diǎn)：如產(chǎn)量大，成本低，結(jié)構(gòu)上帶有豐富的化學(xué)活性點(diǎn)等。因此，人們很早就對(duì)其進(jìn)行研究，并開發(fā)運(yùn)用到諸多領(lǐng)域中，如油漆，膠粘劑，潤(rùn)滑油等等。大豆油是植物油中被最廣泛應(yīng)用的一種。目前，大豆油在世界食用油市場(chǎng)中占主導(dǎo)地位，雖然只有少部分被用于工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域，但是已經(jīng)涵蓋了生產(chǎn)生活的許多方面。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，它的潛能還能

2、進(jìn)一步擴(kuò)大。 本文以大豆油作為研究對(duì)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(guò)一系列實(shí)驗(yàn)，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(lái)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(zhǎng)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(wèn)題。具體工作如下： 1.采用強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換樹脂作為催化劑，通

3、過(guò)設(shè)計(jì)兩個(gè)正交表得到了合成環(huán)氧大豆油的最佳實(shí)驗(yàn)條件。避免了采用濃硫酸作為催化劑對(duì)環(huán)境的破壞。發(fā)現(xiàn)乙酸用量20％(以大豆油質(zhì)量計(jì))，雙氧水60％，強(qiáng)酸性陽(yáng)離子催化劑8％，反應(yīng)時(shí)間8小時(shí)得到的環(huán)氧大豆油環(huán)氧值達(dá)到了6.60。同時(shí)還考察了將甲酸代替乙酸進(jìn)行反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)條件。發(fā)現(xiàn)甲酸的用量為10％(以大豆油質(zhì)量計(jì))，溫度為50℃時(shí)可以得到合格的產(chǎn)品。此外，對(duì)得到的粗環(huán)氧大豆油進(jìn)行漂白實(shí)驗(yàn)，篩選出最佳的實(shí)驗(yàn)條件：溫度60℃，雙氧水用量30％(以大豆

4、油質(zhì)量計(jì))氫氧化鈉濃度5％。這個(gè)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(duì)產(chǎn)品進(jìn)行了確證。 2.將環(huán)氧大豆油與丙烯酸反應(yīng)，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(guò)加入四丁基溴化銨，與三苯基膦配合進(jìn)行催化，在短時(shí)間內(nèi)即得到了酸值低，顏色淺的產(chǎn)品。這是本文的一個(gè)發(fā)現(xiàn)?？疾炝藴囟葘?duì)反應(yīng)的影響，發(fā)現(xiàn)在120℃時(shí)反應(yīng)效果最佳。同時(shí)，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(shí)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(lái)酸酐與環(huán)氧大豆油丙烯酸酯上的羥基進(jìn)行酯化反應(yīng)，得到了馬來(lái)酸改性的環(huán)氧大豆油丙烯酸酯。最終產(chǎn)物與有機(jī)胺中和后，可以溶解在水中。實(shí)驗(yàn)考察了馬來(lái)酸酐用量對(duì)產(chǎn)品水溶性的影響，發(fā)現(xiàn)當(dāng)馬來(lái)酸酐用量為17.3％(以環(huán)氧大豆油丙烯酸酯質(zhì)量計(jì))，合成出的MAESO即表現(xiàn)出良好的水溶性。實(shí)驗(yàn)還發(fā)現(xiàn)，以鈦酸正丁酯為催化劑，75℃下