以豆油为原料制备新型烯烃共聚物

论文摘要

由于当今大多数合成的高分子材料都以不可再生资源石油为主要原料,导致了石油资源的短缺,而且其废弃物难以自然降解,给生态环境造成很大伤害。因此,人们开始重视天然高分子材料的应用。本课题以大豆油为原料,经过化学改性,合成了烯烃共聚物。大豆油资源丰富,价格便宜,因此,使豆油基聚合物产品的成本大大降低。并且以豆油为原料制备的聚合物可以生物降解,降解后生成的小分子还可参加生物代谢循环并被同化吸收,从而可以克服石油基聚合物因废弃后不能生物降解造成的环境污染问题。因此,本课题研究对资源综合利用和新型高分子材料开发利用具有重要意义。本课题以豆油为原料,通过醇解、环氧化、丙烯酸酯化等一系列化学反应制备丙烯酸长链烷基酯,再与苯乙烯在一定条件下进行共聚,合成含长链侧基的苯乙烯丙烯酸长链烷基酯聚合物。研究了反应温度、原料用量、反应时间等因素对醇解、环氧化和丙烯酸酯化反应的影响,并通过红外光谱等方法对合成样品进行结构表征。实验结果表明,豆油与甲醇醇解反应的最佳反应条件是:最佳反应时间为1h,反应温度为60℃,醇油比为6:1,催化剂用量为1.0%;环氧化最佳反应条件,双氧水量:甲酸量1:0.3（醇解产物质量计）,环氧化反应温度65℃;丙烯酸酯化最佳反应条件:反应温度控制在90-96℃,催化剂的用量为1.5%;苯乙烯聚合时苯乙烯用量为33%;马来酸酐改性时马来酸酐用量为60%。国内外现有的合成工艺多为直接应用豆油聚合,由于豆油分子支链很大,聚合过程中存在空间位阻,且易生成热固性材料。本课题创新的先将豆油与甲醇进行醇解反应,使豆油分子链断开,形成长链烯烃化合物,再经环氧化和丙烯酸酯化得到丙烯酸长链烷基酯单体,从而减小了聚合反应空间位阻,并得到非交联型聚合物。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 植物油基聚合物研究
• 1.2.1 植物油的聚合方式
• 1.2.1 植物油结构对聚合物影响
• 1.2.3 植物油环氧化合物
• 1.2.4 植物油基聚酯改性研究
• 1.3 豆油基聚合物研究
• 1.3.1 豆油生物柴油的发展
• 1.3.2 环氧豆油的发展
• 1.3.3 环氧豆油丙烯酸酯材料
• 1.3.4 环氧豆油丙烯酸酯-苯乙烯树脂
• 1.3.5 环氧豆油丙烯酸酯基复合材料
• 1.4 课题研究目的
• 第二章 实验部分
• 2.1 实验原料
• 2.2 实验主要仪器设备
• 2.3 实验主要仪器装置图
• 2.4 实验流程图
• 2.5 实验方法
• 2.5.1 醇解反应
• 2.5.2 环氧化反应
• 2.5.3 丙烯酸酯化反应
• 2.5.4 苯乙烯与丙烯酸长链烷基酯聚合
• 2.5.5 马来酸酐改性反应
• 2.6 测试分析方法
• 2.6.1 酸值的测定及酯化率计算
• 2.6.2 环氧值测定方法
• 2.6.3 粘度的测定方法
• 2.6.4 红外光谱的分析方法
• 第三章 结果与讨论
• 3.1 醇解反应影响因素
• 3.1.1 催化剂质量分数对醇解反应的影响
• 3.1.2 醇油比对醇解反应的影响
• 3.1.3 反应温度的影响
• 3.1.4 反应时间的影响
• 3.1.5 红外谱图表征分析
• 3.2.环氧化反应影响因素
• 3.2.1 双氧水用量的影响
• 3.2.2 甲酸用量的影响
• 3.2.3 反应温度的影响
• 3.2.4 环氧化长链烷烃红外谱图
• 3.3 丙烯酸酯化影响因素
• 3.3.1 反应温度的影响
• 3.3.2 反应时间的影响
• 3.3.3 催化剂用量的影响
• 3.3.4 阻聚剂用量的影响
• 3.3.5 红外谱图表征分析
• 3.4 苯乙烯聚合
• 3.4.1 苯乙烯用量的影响
• 3.4.2 红外谱图表征分析
• 3.5 马来酸酐改性
• 3.5.1 马来酸酐用量的影响
• 3.5.2 反应时间及温度的影响
• 3.5.3 红外谱图表征分析
• 第四章 结论与展望
• 4.1 结论
• 4.2 展望
• 参考文献
• 在学研究成果
• 致谢