地溝油基熱固性樹脂的制備與研究

《地溝油基熱固性樹脂的制備與研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。

1、武漢紡織大學2011屆畢業(yè)設(shè)計論文1前言1.1研究背景現(xiàn)代高分子材料工業(yè)是在石油化學工業(yè)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，隨著石化資源的日益枯竭和環(huán)境污染等問題，逐漸不能適應(yīng)社會發(fā)展的要求，尋求高效、廉價、可再生的替代原料已經(jīng)成為當務(wù)之急。近年來植物油基聚合物在國內(nèi)外綠色高分子材料中的研究獲得長足進展。這些天然植物油因其特殊結(jié)構(gòu)，本身具有一定的降解性，因此由其制得的聚合物，不僅成本低，而且它們的廢棄物可以減少對環(huán)境的危害[1,2]。植物油作為替代傳統(tǒng)石油化工原料，已經(jīng)被很多研究者用來制備樹脂和其它高聚物。20世紀90年代以來，國外陸續(xù)成功開

2、發(fā)出植物基熱塑性樹脂、聚酯等各種彈性體，產(chǎn)品的植物油含量高，理化性能可與石油產(chǎn)品媲美。在光固化涂料、包裝材料、醫(yī)療設(shè)備、日用品、建筑材料、模具、汽車、農(nóng)用設(shè)備、絕緣用具、船舶用具、工業(yè)襯墊等眾多領(lǐng)域，逐漸替代石油基聚合物產(chǎn)品。與此相比，國內(nèi)植物油基聚合物應(yīng)用仍然局限于低檔次涂料、聚合物助劑等幾類傳統(tǒng)產(chǎn)品，成型樹脂與結(jié)構(gòu)聚合物幾乎完全依賴石油產(chǎn)品[3,4]。因此，大力發(fā)展植物油基聚合物極為必要。1.2植物油和植物油基樹脂的研究狀況1.2.1植物油的結(jié)構(gòu)植物油是一大類天然有機化合物，它的定義為混脂肪酸甘油三酯的混合物(themix

3、turesofmixedtriglycerides)。就一般天然油脂而言，其組成中除95％為脂肪酸甘油三酯外，還有含量極少而成分又非常復雜的非甘油三酯成分，包括磷脂、甾醇、三萜醇、脂肪醇、脂肪酸、脂肪烴、色素、脂溶性維生素等。植物油的主要成分為甘油三酸酯，其分子結(jié)構(gòu)式為：2武漢紡織大學2011屆畢業(yè)設(shè)計論文式中3個?；ǔ碓从谔荚訛?4～22的脂肪酸，分別用R1、R2和R3區(qū)分。隨植物油的種類不同，脂肪酸基也有很大的變化，總分子量約為650-970。脂肪酸量占整個甘油三酯分子量的95％左右，由于脂肪酸在甘油三酯分子中所占的

4、比重很大，因此它們對甘油三酯的物理和化學性質(zhì)的影響起主導作用。天然植物油中含有800種以上的脂肪酸，已經(jīng)得到鑒別的就有500種之多，表1-1為部分脂肪酸的結(jié)構(gòu)[5,6]。表1-1部分植物油脂肪酸的結(jié)構(gòu)脂肪酸分子式結(jié)構(gòu)式肉豆蔻酸C14H28O2棕櫚酸C16H32O2棕櫚烯酸C16H30O2硬脂酸C18H36O2油酸C18H34O2亞油酸C18H32O2亞麻酸C18H30O2α-桐油酸C18H30O2蓖麻油酸C18H33O3桐油酸C18H28O3多數(shù)植物脂肪酸為不飽和脂肪酸，它們的雙鍵位置通常在9位或10位碳，亞油酸和亞麻酸另外有

5、12或13位雙鍵，亞麻酸在15或16位碳上還有雙鍵，這些雙鍵多為非共軛，聚合活性較低。大多數(shù)植物油的結(jié)構(gòu)差異僅僅在不飽和度和不飽和鍵的共軛程度，它們的化學性質(zhì)相近，特別是常用的亞麻油、大豆油、玉米油、菜籽油等化學改性機理基本一致。某些天然植物油含有特殊的功能基團，如蓖麻油中含羥基的蓖麻油酸超過脂肪酸總量的90％，可用于制備聚氨酯；斑鳩菊油中70％～80％的脂肪酸為含有環(huán)氧基的斑鳩菊酸，環(huán)氧基可用于進一步改性或直接開環(huán)接枝。2武漢紡織大學2011屆畢業(yè)設(shè)計論文脂肪酸的結(jié)構(gòu)和種類對植物油各種性能有決定性作用，植物油具有下述主要的特

6、性：①植物油分子中含有大量的C=C雙鍵，植物油的氧化機理主要表現(xiàn)為活潑的烯丙基自由基反應(yīng)，這正是其氧化穩(wěn)定性差的主要原因。尤其是以含2個雙鍵的亞油酸或亞麻酸組分，在氧化初期就被迅速氧化，同時對以后的氧化反應(yīng)起到引發(fā)作用。②雙鍵的存在和分子的高線性，使組成植物油的甘油酯分子間的作用力隨著溫度升高而增加，導致良好的粘溫特性，因此植物油的粘度指數(shù)一般高于礦物油。③植物油分子含極性集團，可在金屬表面形成吸附膜，其中的脂肪酸可在金屬表面反應(yīng)形成金屬皂的單層膜，兩者均可起抗磨減磨作用，使植物油具有良好的潤滑性能。④植物油中的甘油酯基容易水

7、解，酯基鏈上的不飽和雙鍵易受微生物攻擊發(fā)生氧化，使得植物油具有良好的生物降解性，同時植物油中的天然脂肪酸可在生物降解過程中起促進作用。植物油甘油三酸酯的雙鍵、酯基、酯基a碳等活性基團上可進行各種改性反應(yīng)，引入聚合能力更強的功能基團，提高官能度和共軛程度，采用傳統(tǒng)的聚合反應(yīng)即可制備出各種性能較好的植物油基高分子聚合物材料[7-9]。1.2.2常見植物油基樹脂的研究狀況（1）大豆油聚合物天然大豆油的側(cè)鏈含有許多不飽和官能團，這些不飽和官能團使其能夠作為聚合體的單體。常規(guī)大豆油、低飽和度大豆油、共軛低飽和度大豆油與苯乙烯和二乙烯基苯

8、的陽離子共聚合作用可得到許多共聚物。Sharma和Prog[10]用三氟化硼二乙基醚配合物（BF3·OEt2）引發(fā)的大豆油與二乙烯基苯共聚單體的陽離子催化聚合作用可使聚合體由原來的軟橡膠轉(zhuǎn)變?yōu)橛驳臒峁虡渲?產(chǎn)物因原料油和化學計量法的不同而有所差異。用三氟化硼二乙基醚配合物（B