生物基环氧类增塑剂的合成及性能研究

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1、中国肄耄斜咎坼宪院学位论文万方数据学位论文作者指导教师姓名指导小组成员申请学位级别专业名称研究方向论文答辩日期陈洁周永红研究员蒋剑春研究员蒋建新教授(北京林业大学)聂小安研究员博士林产化学加工工程生物基高分子材料2015年6月◎中国·北京万方数据DissertationfortheDegreeCandidate：ChenJieSupervisor：AssociateSupervisor：Prof．NieXiao．anAcademicDegreeAppliedfor：DoctorSpeciality：Che

2、micalProcessingEngineeringofForestProductsDateofDefence：June2015Degree--conferring--institution：ChineseAcademyofForestry万方数据匿名评阅论文论文编号中国林科院博士学位论文题目：生物基环氧类增塑剂的合成及性能研究EnglishTitle：StudyontheSynthesisandPrope‘-rtiesofBio—。basedEpoxidePlasticizers专业：林产化学加工工程学

3、位论文答辩预定日期：2015年6月日通讯地址：北京颐和园后中国林科院研究生部，100091联系电话：OlO一62889400；电子邮址：05zhangjinyu@163．tom万方数据独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得本研究生培养单位或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示谢意

4、。学位论文作者签名：影ti皂日期：bI婷么月协日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解中国林业科学研究院有关保留、使用学位论文的规定，中国林业科学研究院有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权中国林业科学研究院可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。(保密的学位论文在解密后适用本授权书)学位论文作者繇酶泛．b，岁年6月沙多日导师签名：扫，j年易月学位论文作者毕业联系方式工作单位：中国林业科

5、学研究院林产化学工业研究所联系电话：025．85482529电子邮件：chenjie_hi@126．corn通讯地址、邮编：南京市锁金五村16号、210042西日万方数据摘要随着人们对塑料制品的卫生、环保及高性能等要求的日益提高，环保、安全、多功能化及专用化已成为增塑剂行业发展的必然趋势，开发可替代传统石油基邻苯类增塑剂的生物基环保增塑剂也已成为研究热点。本研究以储量丰富、价廉易得的木本油脂资源及腰果酚为原料，利用其天然结构中的不饱和双键、酚羟基等活性基团，通过酯交换、Diels．Alder反应、威廉姆逊

6、醚化反应、烯烃环氧化反应等改性手段，设计开发塑化效果好、增塑效率高、成本较低的新型油脂基环氧类增塑剂产品，以期赋予制品良好的力学性能、热性能、加工性及耐热、耐久性等性能优势。研究了增塑剂产品对邻苯类增塑剂的替代效果，减少塑料助剂行业对石化产品的依赖。本研究为生物基环保型增塑剂的多元化及功能化发展提供了研究基础和文献支持，也为天然油脂资源的综合利用开辟了新途径，具体的研究工作包括以下六个方面：1．制备了磷钨杂多化合物相转移催化剂，并对催化剂进行结构表征。以白花果油脂肪酸甲酯环氧化为探针反应，构建长碳链不饱和

7、化合物的无羧酸环氧化反应体系。对环氧化反应的主要影响因素进行考察，通过正交试验确定最佳反应条件为：催化剂类型为2：l：4，双氧水用量分别为5．679，双氧水滴加速度为150ml／h，反应时间为0．5h，乙酸乙酯溶剂用量为20m1，合成的环氧脂肪酸甲酯的环氧平均值达到4．67％。研究了过氧磷钨酸盐催化脂肪酸甲酯环氧化的动力学，建立动力学模型，计算反应活化能，为进一步研究不饱和长碳链化合物的环氧化反应提供理论依据。2．在第1部分研究的基础上，以过氧磷钨酸盐为催化剂，通过无羧酸环氧化法合成橡胶籽油基环氧脂肪酸甲

8、酯增塑剂(EFj蝴E)。采用气相色谱．质谱联用(GC．MS)及核磁共振氢谱(1HNMR)对中间产物及最终产物进行分析和表征。将其与聚氯乙烯(PVC)共混成型，考察EFAME在软质PVC中的增塑性能及其对DOTP的替代效果。利用拉力试验机、邵氏硬度计、差热扫描量热仪、热重分析仪、动态热机械分析仪及热老化烘箱对塑化体系的机械性能、热性能、加工性能、耐热性及耐久性进行分析和表征。结果表明，EFAME的加入可显著降低PVC共混物的玻璃