杜仲橡胶的提取与环氧化杜仲胶的制备

摘要

本论文的研究工作主要概括为两部分内容，即天然杜仲橡胶的提取和环氧杜仲橡胶的制备。
　　首先，在天然杜仲橡胶的提取方面，本论文通过采用超声波法、超临界流体CO2法对经过预处理的杜仲树皮、树叶、翅果壳进行提取，得到天然杜仲胶(EUG)。研究不同的预处理方法、不同提取方法对杜仲胶提取率的影响，并对杜仲橡胶进行了表征。结果表明:经过酶处理后提取的天然杜仲橡胶具有较高的分子量(15万-45万);机械粉碎法得到的天然杜仲橡胶分子量在4万左右。采用酶法进行预处理，避免了对杜仲胶聚合物的切割并维护其原有的聚合度;超声波法和超临界流体CO2法能大幅提高产率。经过对EUG的表征，我们发现提取出来的EUG具有99.9％的反式-1，4-聚异戊二烯结构。
　　其次，在环氧杜仲橡胶的制备方面，采用两种方法进行环氧化实验，即溶液法和乳液法。第一种是溶液法，研究了采用过氧乙酸溶液法合成环氧化杜仲橡胶(EEUG)的合适条件，并对EEUG进行了表征。结果表明:环氧化过程中可通过控制过氧乙酸和杜仲胶双键的摩尔配比来控制环氧度;随着过氧乙酸与杜仲胶双键摩尔配比的增加，环氧度增大，副反应程度也会相应增大，配比为0.4，反应时间为1h，过氧乙酸的浓度控制在2～3mol/L时，环氧化程度最高、副反应最小;随环氧度的增加，EEUG分子链刚性增加，极性变强，结晶性变差，结晶度降低，密度上升，硬度先增加后减小，玻璃化转变温度Tg变高，熔融温度Tm变低。IR法测定的环氧度A1250/A1383与1H-NMR法测得环氧度A2.68/(A2.68+A5.08)具有很好的线性关系，作出校正曲线，可以通过红外谱图，得到EEUG的结构信息和环氧度。
　　采用的第二种环氧化杜仲橡胶的制备方法是乳液法，主要研究了采用过氧甲酸乳液法合成EEUG的合适条件，并对EEUG进行了表征。结果表明较适宜的条件是:HCOOH/EUG(C=C)/H2O2摩尔比为1∶2∶1，反应温度为40℃，反应1h，可以制备环氧度25％左右的EEUG。与过氧乙酸溶液法合成EEUG相比，过氧甲酸法反应条件方便简单，无需提前配置环氧试剂，制备的EEUG环氧度虽没有溶液法高，但副反应程度大大减小，且环氧度更加稳定。环氧基团对碳酸钠的反应不敏感，对甲酸的相对敏感.EEUG在常温下能保存较长时间，在高温条件下迅速老化，提高EEUG耐老化性能的方法主要在于控制反应体系的酸的残余量。

目录

摘要

符号说明

第一章 绪论

1 杜仲胶的概述

1．1 杜仲树的自然分布

1．2 杜仲胶的研究概况

1．3 杜仲胶的结构

1．4 杜仲橡胶的基本性能

1．5 料中杜仲橡胶含量的对比及选用

1．6 杜仲胶的提取与分离研究

2 杜仲胶的先进提取工艺

2．2 超声波提取杜仲胶

2．3 超临界流体CO2提取杜仲胶

3 天然杜仲橡胶的应用研究

3．1 医用功能材料

3．2 热刺激型形状记忆材料

3．3 橡胶制品

3．4 气密性薄膜材料

3．5 杜仲橡胶应用前景

4 天然杜仲胶的环氧化改性

4．1．ENR的环氧化改性

4．2 合成TPI的环氧化改性

4．3 EUG的环氧化改性

5 本课题研究的背景与意义

5．1 课题研究的背景及意义

5．2 课题研究的内容

第二章 杜仲胶提取工艺对提胶效率的影响

1 引言

2 实验部分

2．1 主要原材料

2．2 实验设备

3 实验过程

3．1 杜仲树皮、树叶的预处理过程

3．2 杜仲胶的提取过程

3．3 性能测试

3．4 天然杜仲橡胶提取溶剂的选择及分析

4 结果和讨论

4．1 酶处理杜仲植物不同部位的提取率的研究

4．2 超声波对提取杜仲胶的影响

4．3 超临界流体CO2对提取杜仲胶的影响

4．4 引入水相对提取杜仲胶的影响

4．5 超微粉碎处理后产物的表征

4．6 天然杜仲胶的表征

4 本章小结

第三章 过氧乙酸溶液法环氧化改性天然杜仲橡胶

1 引言

2 实验部分

2．1 主要原材料

2．2 实验设备

3 EEUG的合成

3．1 EUG胶液的制备

3．2 过氧乙酸的配置和标定

3．3 EEUG的合成

3．4 产品后处理

4 分析测试方法

5 结果和讨论

5．1 EEUG结构的表征

5．2 EEUG的基本物理性能

5．3 过氧乙酸与杜仲胶双键摩尔比对EEUG环氧化程度的影响

5．4 反应时间对EEUG环氧化程度的影响

5．5 过氧乙酸浓度对EEUG环氧化程度的影晌

5．6 环氧度校正曲线的测定

5．7 环氧化程度对EEUG热性能的影响

6 本章小结

第四章 过氧甲酸乳液法环氧化改性天然杜仲橡胶

1 引言

2 实验部分

2．1 主要原材料

2．2 实验设备

3 EEUG的乳液法合成

3．1 原位生成过氧甲酸

3．2 EEUG环氧化反应机理

3．3 EEUG的合成

3．4 产品后处理

3．5 稳定性研究

4 分析测试方法

5 结果和讨论

5．1 甲酸／过氧化氢(摩尔比)对EEUG环氧度的影响

5．2 EUG／过氧化氢(摩尔比)对EEUG环氧度的影响

5．3 反应温度对EEUG环氧度的影响

5．4 反应时间对EEUG环氧度的影响

5．5 EEUG的稳定性研究及后处理工艺的改进

6 本章小结

第五章 结论

参考文献

致谢

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