植物油醇解法制备单甘酯及不饱和聚酯合成研究

摘要

不饱和聚酯是一种性能优良的热固性高分子材料，在工业、农业、国防等领域都得到广泛的应用。但随着石化资源的日益枯竭，寻求高效、廉价、可再生的替代原料制备绿色高分子材料已经成为当务之急。本文在通用不饱和聚酯的合成原料中引入了植物油，研发出了一种拉伸断裂伸长率高、冲击性能和柔韧性等性能优良的新型廉价不饱和聚酯。 首先以植物油和丙三醇为主要原料，在催化剂作用下制备了植物油单甘酯，研究了植物油和丙三醇的配比、催化剂种类和用量、反应温度对单甘酯产率的影响，得出反应的最佳工艺条件：甘油：豆油=2.5：1(摩尔比)，催化剂选用LiOH，浓度为0.04％，反应温度为220℃，所制备的单甘酯产率近60％。并采用红外光谱和核磁共振光谱验证了植物油单甘酯的结构。 利用所制备的植物油单甘酯同丙二醇、顺酐和苯酐反应，采用一步法合成路线，合成了新型不饱和聚酯，并采用红外光谱和核磁共振光谱表征了不饱和聚酯的结构。采用酸值控制聚合反应进程，并对其性能进行了研究。研究表明：SOMG制备的UPR固化放热峰温度较低，该树脂的固化可以消除翘曲、开裂等现象；其存储模量和玻璃化转变温度Tg随着单甘酯含量的增加而减小，但下降幅度较小。当SOMG含量为15～20％时合成的UPR具有较好的冲击强度和拉伸断裂伸长率，柔韧性好，又保持了较高的弯曲强度和拉伸强度，获得了性价比高的不饱和聚酯。 最后，对聚酯合成进行反应动力学因素分析，并求得了各反应物之间的反应级数、认为豆油不饱和聚酯合成的主反应均为二级反应，得到了顺酐、苯酐与丙二醇、单甘酯的反应宏观活化能分别为79.69kJ·mol-1、85.81kJ·mol-1、105.2kJ·mol-1和110.4kJ·mol-1，并推导出了聚合反应反应动力学方程，对改性不饱和聚酯合成具有指导意义。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1植物油及其聚合物研究现状

1.2不饱和聚酯及其改性研究

1.3本课题的研究背景、意义和内容

第二章植物油单甘酯制备工艺研究

2.1实验部分

2.2结果与讨论

2.3本章小结

第三章植物油不饱和聚酯合成及其性能研究

3.1实验部分

3.2聚酯合成反应安全性预测

3.3结果与讨论

3.4本章小结

第四章豆油不饱和聚酯合成反应动力学研究

4.1实验部分

4.2结果与讨论

4.3本章小结

第五章结论

参考文献

致谢

硕士期间发表的论文(申请的专利)