氨基磺酸非均相催化合成环氧脂肪酸甲酯

摘要

环氧脂肪酸甲酯是一种新型环保的增塑剂,通常通过将植物油经过酯交换和环氧化两步反应制备。酯交换反应可以采用均相酸、碱或非均相酸、碱作为催化剂,环氧化反应的催化剂均为质子酸,从绿色化学的角度出发,选取一种非均相酸用来同时催化酯交换和环氧化反应,不仅简化了操作工序,提高了催化效率,而且减少了分离过程中产物的损失,反应完成后催化剂易从反应体系分离、回收再用。
　　 本文对氨基磺酸非均相催化菜籽油、废油脂合成环氧脂肪酸甲酯的工艺进行了研究,采用气相色谱和红外光谱对产品进行了定量检测与定性分析。论文的主要研究内容包括:
　　 一、在氨基磺酸催化作用下,菜籽油、废油脂分别与甲醇经酯交换合成脂肪酸甲酯,实验结果表明,菜籽油酯交换反应的最佳工艺条件:醇油摩尔比为6:1,氨基磺酸用量为菜籽油质量的1％,反应温度60℃,反应时间20min,此工艺条件下,脂肪酸甲酯的收率超过95%。废油脂酯交换的最佳反应条件:醇油摩尔比为8:1,氨基磺酸用量为原料油质量的1.0%,反应温度65℃和反应时间30min,此工艺条件下脂肪酸甲酯的收率达到87.5%。采用红外光谱表征了菜籽油和脂肪酸甲酯的结构。
　　 二、在酯交换反应器中,通过原位法制备过氧甲酸,再用后者环氧化脂肪酸甲酯得到环氧脂肪酸甲酯。实验结果表明,环氧化反应的最佳工艺条件:m(脂肪酸甲酯):m(30%双氧水):m(88%甲酸):m(氨基磺酸)=1:0.45:0.15:0.01(质量比),反应温度65℃,反应时间8h,此时,产物环氧值达到最高值4.65%。采用红外光谱表征了环氧化产物,并以气相色谱分析了最终产物中环氧脂肪酸甲酯的含量。