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官能化植物油的交联固化及其缓/控释材料的研究

尤坚萍  
【摘要】:本论文以蓖麻油、亚麻油、大豆油和桐油为主要原料通过官能化反应合成了环氧化蓖麻油(CE)、环氧化亚麻油(LE)、环氧化大豆油(SE)、C官能化蓖麻油(GC)及马来酸酐化桐油(TM)、马来酸酐化亚麻油(LM)、马来酸酐化大豆油(SM),对官能化产物的组成和结构进行了研究,在热和微波两种反应条件下实现了官能化植物油之间的交联固化反应。本论文重点研究了官能化植物油热和微波交联固化反应的影响因素及固化过程,采用凝胶含量测定、红外光谱分析(FTIR)、溶液黏度测定、差示扫描量热(DSC)等方法研究了官能化植物油的交联固化反应规律及动力学特征,确定了官能化植物油交联固化反应的最佳反应条件和反应活化能。最后将官能化植物油应用于尿素表面固化成膜,研究了固化产物的释放特性。 通过上述研究,确定了官能化植物油的热和微波交联固化反应中理想的环氧化物为CE_H和LE_H,理想的马来酸酐化物为TM_H和LM_H,较优的配比为M_E∶M_M=1∶2-2∶1,热固化T=160℃,t=3h及微波固化P=341W,t=9min,在此条件下,固化产物的凝胶含量可达到最大,催化剂TB和BE对官能化植物油的交联固化反应具有良好的催化作用,选定的活化剂对官能化植物油的微波交联固化反应具有较好的活化作用。黏度测定结果表明官能化植物油溶液反应体系黏度随着反应时间的增加、溶液浓度的增大、反应温度的升高而增加,且催化剂TB和BE对官能化植物油在溶液中的交联反应具有良好的催化作用。官能化植物油交联固化过程的FTIR分析结果表明随着交联固化反应的进行,体系中酸酐的特征吸收峰逐渐消失。DSC结果显示CE_H+TM_H体系在无催化剂情况下反应热焓(-ΔH)为127.4kJ/g、活化能为Ea65.8kJ/mol,在TB催化下反应热焓(-ΔH)为136.1kJ/g、活化能为32.6kJ/mol;LE_H+LM_H体系在TB催化下反应热焓(-ΔH)为60.9kJ/g、活化能Ea为11.5kJ/mol;SE_H+SM_H体系在无催化剂情况下反应热焓(-ΔH)为6.7kJ/g、活化能Ea为10.7kJ/mol,在TB催化下反应热焓(-ΔH)为142.1kJ/g、活化能Ea为7.9kJ/mol。释放特性测定结果表明膜层越厚,释放速度越慢,释放性能越好。


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