大豆油及脂肪酸甲酯环氧化和压敏胶制备工艺的研究

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随着社会和化工业的日益发展,绿色、环保的工业产品越来越受到人们的重视。压敏胶作为化工产品的代表之一,有着广阔的市场发展前景。现在市场上流行的压敏胶原材料多为天然橡胶、树脂,其中一般要加入甲苯-汽油混和溶剂,这些有毒试剂对环境和人体有较大危害,从长远而言,并非是人类所能依赖的理想资源。本论文以大豆油及大豆油脂肪酸甲酯为原料,通过环氧化等手段制备环氧大豆油和环氧大豆油脂肪酸甲酯,再将二者通过改性、聚合制备化工业产品压敏胶。实验讨论了各种脂肪酸结构对大豆油脂肪酸甲酯的酶法环氧化效果的影响,在所研究的脂肪酸中,饱和脂肪酸(山嵛酸和硬脂酸)诱发环氧化反应的效果最好。在单因素实验的基础上,通过响应面实验的设计和优化,确定最佳反应条件为:反应时间7.3h、反应温度55℃、催化剂用量4%(以大豆油脂肪酸甲酯为基准,w/w)、底物比(mol/mol)为2.81:1,在此条件下环氧值为6.44%,转化率为83.54%。对反应热力学进行了研究,在35℃-55℃条件下反应的活化能为16.03KJ/mol。对大豆油脂肪酸甲酯和反应产物进行傅立叶光谱分析,产物在825cm-1处出现三元环氧键C-O-C非对称伸缩振动吸收峰,证实了环氧化反应的发生。通过单因素实验和正交实验分析,得到了大豆油环氧化化学法合成的最佳工艺条件为大豆油30g,反应温度为60℃,反应时间6h,甲酸用量9mL,双氧水用量35mL,催化剂(硫酸)的用量为0.1mL。在此工艺条件下环氧大豆油的环氧值为6.62%,转化率为86.20%。以环氧大豆油和环氧大豆油脂肪酸甲酯为原料制备压敏胶,对产品进行剥离强度检测,实验所制备的压敏胶各项性能指标良好。确定最佳单因素实验条件分别为:环氧大豆油与环氧大豆油脂肪酸甲酯的混合物/试剂A/试剂B = 1:0.1:0.1(w/v/v),添加固化剂C的用量为7%(以环氧大豆油及环氧大豆油脂肪酸甲酯的混合物为基准,w/w)、固化温度150℃、展开量30g/m2、80℃条件下贮藏时间8h。本文开发了一个有效的合成压敏胶的工艺路线,该工艺绿色、环保,具有可行性,且所得压敏胶产品粘接力较好,具有较好的市场应用前景。
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