1-甲基-3-磺丙基咪唑硫酸氢盐离子液体催化大豆油脂肪酸甲酯环氧化研究

通过自制的离子液体催化剂——1-甲基-3-磺丙基咪唑硫酸氢盐[Spmim][HSO4]在无溶剂体系下催化大豆油脂肪酸甲酯与过氧甲酸环氧化反应制备环氧脂肪酸甲酯。在单因素实验的基础上对实验条件进行了优化,得到的最佳工艺条件为:反应时间60 min,反应温度60℃,催化剂添加量6%(占大豆油脂肪酸甲酯的质量),甲酸物质的量与双键物质的量比值为0.8,过氧化氢物质的量与双键物质的量比值为2.6。在此最佳条件下环氧值达到5.44%,环氧化率达到70.42%,环氧脂肪酸甲酯的碘值(I)为4.7 g/100 g,大豆油脂肪酸甲酯中的不饱和双键已基本反应完全。

大豆油脂肪酸多酯的制备及其对PVC增塑性能研究

以大豆油为起始原料,经过环氧化、酯交换等反应制得环氧大豆油脂肪酸甲酯(ESAO);然后,ESAO、醋酸和醋酸酐“一锅法”反应制备出大豆油脂肪酸多酯(SF-PE)。GC分析表明:ESAO中的甲酯大于96%;IR、1HNMR和13CNMR等分析手段对产物结构表征,证明了SF-PE被成功合成;TG分析表明SF-PE的热稳定性能要优于ESAO。对比分析了以SF-PE、ESAO、环氧大豆油(ESO)和市售环氧脂肪酸甲酯(EFAM)作为增塑剂制备PVC制品的机械性能、动态机械性能和热稳定性,用树脂量50%的SF-PE增塑PVC样品的拉伸强度为19MPa,邵氏硬度为90.2,综合机械性能优于其他3种增塑剂,玻璃化转变温度(Tg)为26.4℃;SF-PE增塑PVC样品的耐低温性能优于ESO;热稳定性与ESAO相当,要优于EFAM,但是不及ESO。

甲酸自催化制备环氧脂肪酸甲酯的研究

以大豆油脂肪酸甲酯为原料,在有机酸自催化体系中进行环氧化反应制备环氧脂肪酸甲酯。研究了有机酸种类及用量、H2O2用量、反应温度、反应时间和助剂(表面活性剂和相转移催化剂)等因素对环氧化反应的影响。有机酸的环氧化活性依次为:甲酸>乙酸>乙二酸=柠檬酸。反应中加入表面活性剂(吐温40、聚氧乙烯月桂醚、十六烷基三甲基溴化铵)和相转移催化剂(四丁基溴化铵、聚乙二醇400)会不同程度地降低环氧化产品的环氧值。通过单因素优化试验,得到脂肪酸甲酯环氧化的最佳反应条件为:脂肪酸甲酯10 g,甲酸∶H2O2∶碳-碳双键=0.6∶2∶1(mol/mol/mol),反应温度50℃,反应时间6 h,不添加任何助剂。在此条件下所制备的环氧脂肪酸甲酯的环氧值为5.91%。产品经1H-NMR分析表明,在化学位移5.4 ppm处的原料碳-碳双键的氢吸收峰消失,而在化学位移3.0 ppm处呈现出环氧键的氢特征吸收峰。

改性大豆油在数码速印油墨中替代矿物油的研究

利用一定比例的改性大豆油(大豆油脂肪酸甲酯)替代油墨中的矿物油类有机溶剂,尽可能减少有害有机溶剂在数码速印油墨中的使用量。考察了替代前后油墨样品的粘度、初干性、流动度、光泽度、贮存稳定性等性能,探讨其最佳替代比例。利用红外光谱及流变分析方法对油墨样品进行表征。实验结果表明,大豆油脂肪酸甲酯在数码速印油墨中替代矿物油的最佳替代量为原来矿物油用量的10%,替代后该油墨样品性能指标符合要求。

芝麻酚与季铵盐共催化环加成反应合成植物油基环状碳酸酯

旨在为植物油基环状碳酸酯产品的制备提供新的研究思路,以环氧大豆油脂肪酸甲酯和二氧化碳为原料,在催化剂季铵盐和氢键供体的作用下,合成植物油基环状碳酸酯。通过单因素实验对植物油基环状碳酸酯的合成条件进行优化,对反应动力学进行了分析,同时对产物植物油基环状碳酸酯进行了红外表征。结果表明:植物油基环状碳酸酯最佳合成条件为以芝麻酚为氢键供体、四丁基溴化铵与芝麻酚物质的量比2∶1、四丁基溴化铵用量10%(以原料环氧键物质的量计)、反应温度120℃、反应压力1.0 MPa、反应时间10 h,在此条件下植物油基环状碳酸酯的产率达91.4%;反应动力学分析表明,芝麻酚的加入降低了反应的活化能,有利于植物油基环状碳酸酯的合成;红外光谱表征结果证明成功合成了产物。综上,实现了无溶剂条件下高效合成植物油基环状碳酸酯。