树脂酸烯丙酯的合成反应研究及其光固化反应探索

摘要

松香是重要的可再生天然化工原料，通过化学改性合成具备光敏特性的树脂酸衍生物并探索其在新材料领域中的用途，对充分发挥天然松脂资源价值和减少对石油资源依赖具有重要意义。本文详细研究了从纯化树脂酸及树脂酸钠合成树脂酸烯丙酯的反应，优化了工艺技术条件，探索了树脂酸烯丙酯的紫外光固化反应特性及其固化产物性能，为深入开展松香树脂酸及深加工产品在光固化新材料领域中的研究与应用奠定了基础。
　　提纯制备树脂酸3种方法实验收率分别为钠盐法25.4％、环己胺沉淀法74.2%、重结晶法55.0%，但重结晶法的成本较低，较佳重结晶溶剂丙酮与松香质量比为0.4∶1时所得树脂酸GC含量98.3%，酸值182.6 mg/g。实验确定制备树脂酸钠盐的较佳反应溶剂为无水乙醇，n(RCOOH)∶n(NaOH)=1∶1.1（mol/mol），树脂酸钠收率99.9%，含量98.3%。
　　首次用相转移催化法从树脂酸钠和氯丙烯合成了树脂酸烯丙酯。合适的反应溶剂为DMF，较好的相转移催化剂为十六烷基三甲基溴化胺。单因素试验结合正交试验优化的合成反应条件是：n(树脂酸钠)∶n(氯丙烯)=1∶2.5（mol/mol），十六烷基三甲基溴化胺用量为树脂酸钠质量的3.0%，反应温度45.0℃，反应时间7.0 h。产品树脂酸烯丙酯为黄色黏状液体，收率90.2%，含量98.9%，黏度460 mPa?s（25℃），折光率1.5274（25℃），密度1.0469×103 kg/m3（25℃），含水率0.1%，酸值1.84 mg/g。经GC-MS鉴定以及GC分析的产物组成为：海松酸烯丙酯1.4%，湿地松酸烯丙酯1.0%，山达海松酸烯丙酯0.9%，异海松酸烯丙酯11.9%，长叶松酸烯丙酯16.2%，左旋海松酸烯丙酯1.2%，脱氢枞酸烯丙酯5.0%，枞酸烯丙酯56.8%，新枞酸烯丙酯4.5%。
　　探索研究了树脂酸烯丙酯的光聚合反应特性，引发剂MK和Darocure1173用量分别为树脂酸烯丙酯质量的8.0%和5.0%，乙烯基双键转化率分别为97.9%和97.6%，固化产物数均分子质量分别达到12536和27560道尔顿，聚合度分别达到约37和81，但分布较宽。固化产物的涂膜性能测试结果表明，涂膜具有很好的柔韧性、耐冲击强度及附着力，具有较好的硬度及耐酸、耐碱、耐盐、耐水性以及热稳定性。

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第一章 绪 论

1.1 引 言

1.2 国内外研究现状与评述

1.3 研究目标和主要研究内容

1.4 研究技术路线

1.5 实验整体安排

1.6 本论文的创新点

第二章 松香树脂酸的提纯及树脂酸钠的制备

2.1 引 言

2.2 实验部分

2.3 结果与讨论

2.4 小 结

第三章 合成树脂酸烯丙酯的探索试验

3.1 引 言

3.2 实验部分

3.3 结果与讨论

3.4 小 结

第四章 PTC法合成树脂酸烯丙酯的工艺研究与产物表征

4.1 引 言

4.2 实验部分

4.3 结果与讨论

4.4 小 结

第五章 树脂酸烯丙酯光固化反应的探索研究

5.1 引 言

5.2 实验部分

5.3 结果与讨论

5.4 小 结

第六章 结论与讨论

6.1 结 论

6.2 讨 论

6.3 展 望

参考文献

附录A 树脂酸烯丙酯各成分质谱图

附录B 树脂酸烯丙酯光固化产物的DSC谱图

附录C 各个产物的IR谱图

在读期间的学术研究

致谢