论文总字数：18681字

摘 要

随着石油资源口益枯竭,寻找优质、廉价的石油替代品是材料领域持续发展的关键,植物油是聚合物材料合成最有希望的石油替代原料之一,成为近年来的研究热点。本文以甲酸和乙酸作为试剂,将环氧脂肪酸甲酯在加热条件下进行开环反应。分别对温度、时间、油酸摩尔比进行单因素实验。将产物用饱和食盐水水洗,再旋蒸。测量出产物的酸值及开环率,得到各个条件下的最优条件。最后在进行正交实验,得最优方案。并比较甲酸与乙酸的催化效果,最后发现甲酸反应的效果远远大于乙酸。

关键词：开环反应 水洗 开环率 正交试验

Abstract

 With the increasingly exhausted outcome of petroleum resources,to search out high-quality and cost-effective alternative plays the crucial role in sustainable development of material industries.In this paper, formic acid and acetic acid are asreagent.Under heating, epoxy fatty acid methyl ester complete ring-opening reaction.Where temperature, time, molar ratio between the oleic and acid is the variable respectively, completing the ring-opening reaction. Then, using saturated brine water the product and operating rotary evaporation.At last,through measuring the acid value and open-loop rate of the product,optimal conditions of every reaction conditions was found. After operating the orthogonal experiment,it is easy to find  the optimal solution.Compare with acetic acid, reaction effect of formic acid is better.

Keywords：ring-opening reaction；water；open-loop rate；orthogonal experiment

目录

摘要

Abstract

第一章 文献综述

1.1 引言

1.2 环氧大豆油的概述

1.3 大豆油醇的概述

1.4 课题的目的、意义和主要内容

1.4.1 课题的目的及意义

1.4.2 课题的主要内容

第二章 环氧大豆油的制备

2.1 脂肪酸甲酯的制备

2.1.1 实验药品

2.1.2 实验仪器

2.1.3 合成方法

2.2 环氧大豆油的制备

2.2.1 实验药品

2.2.2 实验仪器

2.2.3 合成方法

2.2.4.1酸值的测

第三章 大豆油醇的制备及工艺研究

3.1 引言

3.2 实验部分

3.2.1 实验药品

3.2.2 实验仪器

3.2.3 实验原理

图3-1 反应过程

3.3 甲酸开环反应实验条件的确定

3.4 乙酸开环反应实验条件的确定

3.5 产品的检测方法

3.5.1 环氧值的测定

3.5.2 酸值的测定

3.5.3 开环率的计算方法

3.6 开环反应的单因素考察

3.6.1酸油摩尔比的影响

3.6.2 反应时间的影响

3.6.3 反应温度的影响

3.7 开环反应的正交实验

3.8 本章小结

第四章 结论

参考文献

致谢

第一章 文献综述

1.1 引言

随着人类对自身生存环境的日益重视, 传统的矿物油基润滑剂造成的环境污染问题越来越受到人们的普遍关注。20世纪70年代绿色润滑剂应运而生, 并于80 年代初首先在森林开发中得到应用, 随后应用领域不断扩大, 品种和数量不断增多, 特别是近十年发展更为迅速, 已有大量的成熟产品问世, 主要品种有二冲程发动机油、链锯油、液压油、齿轮油、金属加工用油等。目前, 德国75 %链锯油和10 %润滑剂已由可生物降解润滑剂取代, 而且以每年10 %的速度递增。美国以多种植物油混合配制成一种植物内燃机油, 使废气排放量减少20 %~ 30 %, 而且在高温、高压情况下发动机与传统机油没有多少差别。美国将在5 年内有1/3 的内燃机油使用这种植物油, 以减轻车辆对环境的污染。英国把菜籽油当作润滑油不但可以替代汽油作燃料, 而且能用作润滑油。我国香港从2000 年开始逐步用植物油取代传统的矿物油以达到环保的目的。我国在绿色润滑剂方面的研究起步较晚, 中科院兰州化物所、上海大学、石油化工科学研究院、后勤工程学院等单位大都在20世纪80年代后期陆续开展研究工作, 但迄今为止国内尚无实际应用的绿色润滑剂产品, 目前的研究主要集中在基础油和添加剂方面。绿色润滑剂是指既能满足机器工况要求, 其耗损产物又对环境不造成危害或在一定程度上为环境所允许, 因此要求绿色润滑剂不仅具有传统矿物油基润滑剂的性能, 而且要易生物降解、无生物毒性或对环境毒性最小。植物油具有良好的生物降解性且可再生成为绿色润滑剂的首选, 同时也是保护环境、解决石油危机和充分利用太阳能的重要措施之一,因此将植物油应用于绿色润滑剂成为该领域的主攻方向, 针对此方面的研究工作也日益活跃。本文概述了植物油应用于绿色润滑剂基础油和添加剂这两方面的研究现状, 并对未来发展趋势进行了展望^[1]。

生物柴油，即脂肪酸甲酯（FAMEs）是植物油脂非常重要的衍生物之一，他的工业应用领域非常广泛，可应用于各类工业生产中，如金属加工、纺织轻工、化工医药等领域，而在表面活性剂行业中，脂肪酸甲酯也可用作多种表面活性剂的制备原料。近些年，FAMEs作为燃料的研究引起了高度的关注。生物柴油是一种飞速发展的生物质柴油，是干净环保的生物质能源，它的主要化学成分是各类不饱和脂肪酸酯。生物柴油不仅能使我们脱离对石化能源产品的依附，它还是一种具备较强可再生能力的环境保护型能源。因此，以不饱和脂肪酸甲酯为主的生物质能源已成为一个极具吸引力的绿色能源产业。由于生物柴油和石化产品的各类性质十分相似，因此生物柴油的衍生物也被作为石化产品潜在的替代品而被广泛的关注研究。

如今脂肪酸甲酯已经成为了易制得的工业品，并且已经工业化产业化发展。高活性的不饱和脂肪酸甲酯具有许多与植物油脂相同或相似的化学性质，可通过各种深加工技术开发研制出更多的高附加值的衍生产品，这也是油脂化工的重要发展方向。脂肪酸甲酯可以加工成润滑剂、增塑剂、表面活性剂等产品添加剂及聚合物材料。脂肪酸酯环氧化的制备流程简单、成本不高，且具备高活性环氧基团的环氧脂肪酸酯产品在化工领域上也十分具有可用性。环氧脂肪酸酯类增塑剂除了具有环氧植物油所具备的良好性能外，还能兼备润滑性以及良好的相容性和分散性，可作为润滑剂或作为表面活性剂和分散剂应用于环氧涂料和环氧树脂等行业，但因其低温流动性较差等问题，又限制了其在环氧树脂以及润滑行业中的应用。环氧脂肪酸甲酯（EFAMEs）是由不饱和脂肪酸甲酯通过环氧化制得，可以显著改善PVC产品耐光热的性能，能有效地提高塑料制品地耐加工、耐折性等机械性能和电性能，因而较多的应用于聚氯乙烯的加工中。

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