利用生物基树脂和天然橡胶实现98%生物基再生皮

本实验再生皮采用生物基树脂取代石油资源,以纯生物基的天然多官能酸(柠檬酸)、羟基溶剂醇(IPA)和环氧大豆油(ESO)为原料,通过引发自由基聚合反应,形成三维网状交联的不饱和生物基聚酯树脂。再结合天然橡胶硫化反应,形成的再生皮具备耐曲折50万次,防水和98%生物基等特性。可应用于各种背衬材料/背衬层以产生具有优异撕裂强度、柔韧性、尺寸稳定性和制造完整性的皮革状材料。为生物基高分子材料的发展提供可靠的实验及理论基础。

生物基树脂用于再生绿色产品的研究

本实验树脂取代石油资源以纯生物基的天然多官能酸(柠檬酸)、羟基溶剂醇(IPA)和环氧大豆油(ESO)为原料,通过引发自由基聚合反应,形成三维网状交联的不饱和生物基聚酯树脂。此生物基树脂可适用于与其他未改性的环氧化植物油一起使用生产出无孔隙的弹性体产品。将生成的混合物浇铸在硅橡胶垫上制成透明片材,根据ASTM D412试验发现拉伸强度为0.45 MPa,伸长率为148%,可室温存储三个月以上仍能保持均匀且粘度稳定,可应用于各种背衬材料/背衬层以产生具有优异撕裂强度、柔韧性、尺寸稳定性和制造完整性的皮革状材料。为生物基高分子材料的发展提供可靠的实验及理论基础。

异丙醇溶剂浸出大豆油的研究

以大豆为原料,采用异丙醇溶剂对其进行浸出实验研究。通过改变影响因素,选择最优工艺条件;同时对异丙醇浸出的大豆粗脂肪理化指标进行了测定,并与正己烷浸出的粗脂肪做比较。结合实际生产要求得到异丙醇浸出工艺条件为:浸出温度75℃,浸出时间3 h,浸出次数3次,原料水分含量11.02%,此时粕中残油率为1.06%。用异丙醇浸出的粗脂肪色泽Y70、R4.0,酸值3.3 mgKOH/g,皂化值192.3 mgKOH/g,碘值130.7 gI/100 g。

全水发泡大豆油基聚氨酯软质泡沫塑料的合成研究

以环氧大豆油为原料,以甲醇为开环试剂制得大豆油多元醇。反应过程中,通过控制反应时间,可以得到所需羟基值(80～170mgKOH/g)的豆油醇。通过探究得出了最佳的配方,然后将豆油醇部分替代传统的聚醚多元醇添加到配方中,经发泡制得聚氨酯软质泡沫塑料,并对其进行各项力学性能分析,结果表明,该产品各项力学性能都达到国标要求,其中拉伸强度可达0.12MPa以上,断裂伸长率可达150%以上。

正/异戊醇开环制备大豆油多元醇及其性能测试

采用正戊醇和异戊醇这对空间异构体作为单体,分别与环氧大豆油发生开环反应,制备大豆油多元醇。通过测定2种多元醇的红外谱图和核磁氢谱,确定了合成的2种多元醇的分子结构。同时,测定了2种多元醇的羟值,结果表明,与异戊醇开环的大豆油多元醇相比,正戊醇开环的大豆油多元醇的羟值较高。测试2种多元醇的分子量和黏度,结果表明,异戊醇-多元醇的数均分子量为1302,而正戊醇-多元醇数均分子量为1151,并且异戊醇-多元醇黏度远大于正戊醇-多元醇的黏度,这是由于,当异戊醇与环氧大豆油反应时,生成的多元醇之间又继续发生脱水缩合反应,分子间生成了醚键,因此,其羟值远小于正戊醇-多元醇,分子量及黏度增大。

双键化香草醇的制备及对双键功能化大豆油树脂性能的影响

利用生物基香草醇为原料,通过与甲基丙烯酸酐发生酯化反应制得了具有低挥发性和低黏度的双键化香草醇(DBVA),考察了DBVA的化学结构和挥发性,并将其和苯乙烯(St)分别用作双键功能化大豆油树脂(MAESO)的活性稀释剂,系统评价了MAESO-DBVA树脂体系和MAESO-St树脂体系的固化行为,以及固化后材料的热力学性能和热稳定性。结果表明,35%DBVA活性稀释剂的引入不仅显著降低了MAESO体系的黏度,改善其加工性能,同时提高了MAESO树脂的玻璃化转变温度(达到78.9℃)。因而,双键化香草醇有望成为苯乙烯的潜在替代物,进而成为石油基不饱和聚酯和乙烯酯树脂的活性稀释剂。

混合溶剂在大豆油浸出法中应用的研究

通过响应面优化法确定溶剂法提取大豆油的最佳条件为料液比为1:6(g/mL),异丙醇和环己烷的体积比为4:1,浸提时间为7h,提油率为98.34%。膨化大豆和粉碎大豆的含水量分别是8%和16%。样品中的含水量对提油率具有显著影响,通过回归分析,以优化在混合溶剂提油过程中,膨化大豆,粉碎大豆中的水分含量。发现膨化大豆和粉碎大豆的最适含水量分别为13.4%和12.6%。同时,对混合溶剂提取的毛油和豆粕质量进行测定,并与用正己烷提取的毛油和豆粕进行对比,发现用混合溶剂提取的毛油和饼粕色泽要深,游离脂肪酸含量低,但两种溶剂浸提后获得的粗蛋白含量相似。结果表明,混合溶剂法提取大豆油脂,是一种优良的浸出方法。

改性大豆油基可降解热固性树脂的制备与性能

甲基丙烯酸酐(MAA)分别与香草醇和环氧大豆油丙烯酸酯(AESO)反应,合成了一种生物基稀释单体甲基丙烯酸香草醇酯(MVA)和改性树脂(MAESO)。以MVA与MAESO共混制备了生物基树脂(MVA-MAESO)。通过核磁共振氢谱、核磁共振碳谱、红外光谱,力学性能和热性能测试以及电镜分析研究了产物的结构及性能。结果表明,MAESO与MVA质量比为2:1的生物基树脂具有粘度低、工艺性好和挥发分少等特点。其耐热性和力学性能均优于未改性的AESO树脂。其玻璃化转变温度由30℃提高到130~145℃,弯曲强度由6 MPa提升至将近40 MPa,弯曲模量提高10倍以上,同时保持了生物基材料优良的可降解性,具有用于生产环保型热固性树脂的潜力。