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《华南理工大学》 2009年
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高品质环氧大豆油合成与应用研究

张颖  
【摘要】: 长期以来,增塑剂主要是以邻苯类产品为主,但是人们发现该类增塑剂有毒性,有潜在的致癌的危险。欧盟食品安全机构EFSA规定了常用增塑剂DOP(邻苯二甲酸二异辛酯)、DOA(聚已二酸二异辛酯)等浓度的限量,所以无毒环保的增塑剂成为全球增塑剂研究的重点。环氧大豆油是目前增塑效果比较好的无毒、环保、可再生资源制备的增塑剂,是采用过氧化物氧化大豆油而制得的一种化工产品,具有良好的耐热性、耐光性、互渗性、低温柔韧性,而且挥发度极低,因而应用非常广泛,特别是用作食品和药品塑料包装材料、儿童玩具以及家庭装饰材料的助剂等方面。但是,目前我国生产的环氧大豆油尚存在环氧值低、颜色深等问题,妨碍了其大规模推广和应用。针对这种情况,本论文对高品质环氧大豆油的合成进行了研究。 本文通过色谱及化学检测方法对植物油进行了分析研究。根据不饱和油脂氧化机理,环氧植物油主要是通过脂肪酸分子链上的-C=C-与氧化剂作用生成环氧基团来制备的。根据反应后产物的环氧值、碘值、酸值及色泽来确定原料植物油。大豆油碘值128~132 gI/100g左右,氧化后色泽相对其它环氧植物油较浅,环氧值能控制到6.0%以上。综合各项指标,本论文最终确定原料植物油为一级大豆油。 本文对环氧大豆油合成配方与工艺进行了优化。研究了反应物料、反应温度、反应时间、过氧化氢滴加时间、保温时间、保温温度、甲酸和过氧化氢的投料量等各参数对产物环氧值、碘值等主要指标的影响,确定了最佳的合成工艺参数。本合成方法绿色、经济,具有很好的应用前景。 本文还对环氧化催化剂进行了研究。催化剂通常有浓硫酸、有机酸、强酸性阳离子交换树脂和硫酸铝等。通过实验研究发现采用浓硫酸为催化剂时,后处理相对复杂,环境污染重;用强酸性阳离子交换树脂为催化剂时,催化剂的成本和反应温度都比较高,温度高会加快副反应的发生;用硫酸铝为催化剂时,有反应时间较长、产品颜色较深等问题;仅用过氧化氢进行氧化,既节约了成本又减少了环境污染。 根据脱色原理,本实验采用碱洗法对高环氧值、低碘值的环氧大豆油进行了降色处理,色号可降低至200号以下。本文最后对合成的环氧大豆油进行了应用研究,经过对比实验发现,加入环氧大豆油的PVC试样其热稳定性和拉伸强度等性能都有所增强。 通过上述研究,本实验研究获得了制备环氧大豆油的最优化的配方和合成工艺,得到环氧值≥6.3%,碘值≤5.0gI/100g,酸值≤0.5mgKOH/g,色泽≤200号(Pt-Co法)的高品质环氧大豆油。
【学位授予单位】:华南理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2009
【分类号】:TQ414.5

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