氯代甲氧基脂肪酸甲酯的合成及应用研究

论文摘要

本论文旨在开发一种新型的环保塑料增塑剂,本研究以主要成分为碳十八脂肪酸甲酯的生物柴油为主要原料,以过氧化苯甲酰为催化剂,以甲醇为甲氧基化试剂的条件下进行氯化反应合成氯代甲氧基脂肪酸甲酯,论文研究了反应时间、氯气流速、氯化温度和甲醇用量对合成工艺的影响。实验表明,在反应时间为7-8h,氯气流量为50-60mL/min,甲醇用量为脂肪酸甲酯体积的10%,温度为70-85℃的条件下,得到氯含量为25%左右的产品。在此基础上对研究产物的热稳定性进行了考察,比较了两种热稳定剂对产物热稳定性的影响。在氯代甲氧基脂肪酸甲酯应用研究方面,本研究以PVC电缆料为基础,将合成的产物以不同比例替代DOP制成试样,考察了PVC试样的抗拉强度、断裂伸长率及邵氏硬度等指标,并考察了PVC塑料试样硬度和增塑剂迁移率随时间的变化。实验结果表明,在甲醇添加量一定的情况下,当产物氯含量为24.62%,DOP的替代率为40%时,其替代DOP的效果最好,此时试样最大拉伸力为375N,明显大于100%使用DOP试样的287N,材料的拉伸强度增加了31%；断裂伸长率为330%,比100%使用DOP的试样的断裂伸长率358%稍小,硬度与100%使用DOP的试样相当。不同甲氧基含量的产物替代不同比例的DOP,通过测定PVC试样得到：甲氧基含量为8.5%,替代率为60%时,PVC试样的抗拉强度出现最大值16.25MPa,比100%使用DOP的试样的抗拉强度的12.16 MPa增加了33.6%。甲氧基含量为6.5%,DOP替代率为60%时,PVC材料试样的断裂伸长率达到最大值410.80%,表面硬度与完全使用DOP的试样相当。另外实验中还探索性的合成了氯代环氧脂肪酸甲酯,并对其使用性能与氯代甲氧基脂肪酸甲酯进行了比较。结果表明,氯代甲氧基脂肪酸甲酯的增塑性比氯代环氧脂肪酸甲酯的效果好。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 增塑剂概述
• 1.2 增塑剂的分类
• 1.3 增塑剂的作用和增塑机理
• 1.4 增塑剂的合成工艺
• 1.5 增塑剂的损失
• 1.6 增塑剂存在的环保问题
• 1.7 增塑剂发展动态和趋势
• 1.8 本论文的研究内容
• 第二章 氯代甲氧基脂肪酸甲酯的合成
• 2.1 药品及仪器
• 2.1.1 主要药品
• 2.1.2 主要实验仪器
• 2.2 实验原理及方法步骤
• 2.2.1 实验原理
• 2.2.2 实验步骤
• 2.2.3 化学检测方法的建立
• 2.3 实验结果与讨论
• 2.3.1 反应温度对氯化深度的影响
• 2.3.2 反应时间对氯化深度的影响
• 2.3.3 氯气流量对氯化深度的影响
• 2.3.4 甲醇用量对氯化深度的影响
• 2.4 氯代甲氧基脂肪酸甲酯的表征分析
• 2.4.1 红外光谱测定基本原理
• 2.4.2 产物样品处理
• 2.4.3 产品红外分析
• 2.5 氯代环氧脂肪酸甲酯制备及红外光谱分析
• 2.5.1 氯代环氧脂肪酸甲酯制备
• 2.5.2 氯代环氧脂肪酸甲酯红外光谱表征分析
• 2.6 氯代物的密度和氯含量的关系
• 2.7 本章小结
• 第三章 氯代甲氧基脂肪酸甲酯热稳定性分析及其表征
• 3.1 氯代甲氧基脂肪酸甲酯热稳定性能分析
• 3.1.1 氯代甲氧基脂肪酸甲酯的热分解温度测定
• 3.1.2 氯代甲氧基脂肪酸甲酯热分解温度分析
• 3.2 本章小结
• 第四章 产品使用性能分析和材料性能测试
• 4.1 实验部分
• 4.1.1 主要药品及实验仪器
• 4.1.2 产品性能分析与材料性能测试
• 4.2 实验结果和讨论
• 4.2.1 氯代甲氧基脂肪酸甲酯添加对PVC材料最大拉伸力的影响
• 4.2.2 氯代甲氧基脂肪酸甲酯对PVC材料的断裂伸长率的影响
• 4.2.3 氯代甲氧基脂肪酸甲酯添加对PVC材料表面硬度的影响
• 4.2.4 甲氧基含量对氯代甲氧基脂肪酸甲酯性能的影响
• 4.2.5 氯代环氧脂肪酸甲酯对材料的影响
• 4.3 本章小结
• 第五章 迁移率和试样硬度随时间变化的测定与分析
• 5.1 硬度随时间的变化
• 5.1.1 氯代甲氧基脂肪酸甲酯对PVC硬度的影响随时间的变化
• 5.1.2 氯代环氧脂肪酸甲酯对PVC材料硬度的影响
• 5.2 增塑剂的耐迁移性能
• 5.3 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文和专利
• 致谢