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本文以酯交换、环氧化及两步酯交换法对菜籽油进行了改性研究,讨论了反应物质量比、反应时间、催化剂用量和反应温度等对反应过程的影响,并对目标产物性能进行了分析和应用研究。 1.以乙醇改性菜籽油制备菜籽油乙酯的最佳工艺为:反应温度70℃,氢氧化钾催化剂用量1%,醇油比7∶1,反应时间2.5h。目标产物酸值为2.906mg/g,皂化值为187.908mg/g,40℃和100℃的粘度分别为10.013mm2/s和3.2mm2/s,粘度指数为200.5,220℃的热失重率为15.6%,产率为89.2%。 研究表明:菜籽油与乙醇酯交换后得到的改性菜籽油乙酯,其粘度低,具有优良的粘温特性,表面张力低、乳化能力强,但由于小分子乙醇的引入,生成的菜籽油单酯耐热性降低。油膜强度低,抗磨性能差。 2.菜籽油环氧化反应最佳工艺条件为:反应时间为4h,稀硫酸催化剂用量5%,反应温度为50℃,此条件下得到的环氧菜籽油为浅黄色透明液体,色泽浅,无沉淀。其环氧值为2.63%,酸值为2.491mg/g,皂化值为206.7mg/g;40℃和100℃粘度分别为53.81mm2/s和20.2mm2/s。粘度指数为190.5,220℃的热失重率为1.9%。 结果表明:菜籽油环氧化后得到的环氧菜籽油碘值降低,饱和度增强。表面张力低,乳化能力好。耐热性良好。但由于生成的环氧菜籽油粘度增大,粘度指数降低,粘温性能差。油膜强度强,抗磨性能好。 3.两步酯交换法改性菜籽油的最佳工艺条件为:反应物三羟甲基丙烷和菜籽油甲酯的质量比为1∶9,反应时间为7h,氧化锌催化剂含量0.5%,反应温度控制在140℃~150℃,此条件下得到菜籽油三羟甲基丙烷酯为深黄色液体,其产率为85%左右。酸值为3.32mg/g,皂化值为189.74mg/g,产物在40℃和100℃的粘度分别为65.94mg/g和8.234mg/g,粘度指数为200.7,220℃时的热失重率为1.815%。 研究表明:两步酯交换法得到的改性菜籽油,其粘度指数高,热失重率低,具有良好的粘温性和耐热性,表面张力低,乳化性好;油膜强度大,抗磨性能好。