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《华南理工大学》 2019年
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废弃大豆油制备多元醇及其在缓释肥膜材料中的应用研究

张宇东  
【摘要】:废油脂是环境污染物之一,是指在生产经营和日常生活中不能再使用的动植物油,种类繁多,地沟油为典型代表。如果处理不当,不仅会浪费资源,还会对生态环境和人体健康造成严重危害。本文以废弃的大豆油为原料,进行环氧化、开环聚合,生成大豆油多元醇,并根据多元醇特点进行缓释肥包膜,旨在为废油脂的综合利用途径进行探索和提供数据支持。通过实验得到以下结论:(1)以大豆油为原料,通过过氧酸催化法,对其进行环氧化,探索环氧大豆油合成的条件,以便得到环氧当量高的中间产物。通过一系列对比实验,探讨了环氧化反应时间、氧供体双氧水用量、甲酸用量等因素对大豆油环氧化的影响,以及不同影响因素对大豆油环氧化的影响规律,经过分析比对得出较优实验条件。此时合成的环氧大豆油环氧值为0.380mol/100g~(-1)。并通过红外光谱分析和核磁氢谱相结合分析推测出产品结构。(2)传统大豆油多元醇的合成方法具有反应温度高、时间久、需要添加溶剂等缺点。对传统多元醇合成方法进行了优化改进。在室温下,不添加水和其他溶剂,以四氟硼酸(HBF_4)做催化剂,通过以废弃大豆油(SBO)自制的环氧大豆油(ESO)和一元醇(异丙醇、正丁醇、正戊醇)反应快速生成羟值不同的环氧大豆油多元醇。改进方法反应迅速,反应时间不超过1分钟,且产物羟值灵活可控,多元醇羟值最高达406mg/KOHg~(-1),环氧大豆油转化率达95.5%。(3)以氟硼酸为催化剂,通过实验确定ESO与醇胺(乙醇胺、三乙醇胺)最佳反应条为反应温度100℃、反应时间分别为12h和6h,催化剂用量分别为为5%和3%。此条件下,通过改变两者比例,开环加成反应制备了羟值不同的醇胺型多元醇。并通过红外光谱、热重等手段,对多元醇结构和性能进行分析。结果表明产物具有良好的热稳定性,可以用于聚氨酯等行业。(4)对一元醇型和醇胺型多元醇低聚物进行表征分析,筛选出性能优良的四种多元醇进行缓释肥包膜,并对包膜尿素的膜结构及成膜机理进行分析。结果表明,包膜尿素膜由固体颗粒间的紧密排列并通过液体胶联构成的;对膜谱学特征研究表明,包膜材料在复合成膜过程中固体粉末表面的羟基与液体包膜材料有键合作用。测定四种包膜肥养分在水中的初次溶出率和微分溶出率,结果表明二者均满足包膜需求,表明ESO低聚物包膜肥具有良好的缓释性能。
【学位授予单位】:华南理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2019
【分类号】:X705

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【参考文献】
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