天然绿色环氧大豆油丙烯酸树脂的合成及性能研究

选用一种资源丰富、廉价易得、环境友好的绿色可再生、可降解原料——环氧大豆油(ESO),分别与丙烯酸(AA)以及羧酸A272、A218反应,制备分子结构中含有可紫外光固化不饱和双键的环氧大豆油丙烯酸酯(AESO)预聚物,用红外和热重对所得AESO系列产物的结构进行表征,并将其应用于UV固化配方研究,对所得光固化膜的性能进行表征。最后将所得的大豆油系列丙烯酸树脂与传统石油基环氧丙烯酸树脂的光固化过程及固化膜性能进行比较,结果表明:环氧大豆油丙烯酸树脂光固化体系黏度小,配方可调控性强,且光固化膜较为平整光滑,硬度适中,具有很好的柔韧性和附着力。     

多双键丙烯酸化环氧大豆油的制备与表征

本文以大豆油(SBO)为原料,采用过氧甲酸氧化法制备了不同环氧值的环氧大豆油(ESO);分别用丙烯酸和甲基丙烯酸对ESO进行开环反应制备丙烯酸化环氧大豆油。分别测定了大豆油及环氧大豆油的环氧值和碘值以及环氧大豆油丙烯酸化反应前后的酸值,并用红外光谱对产物进行表征。结果表明:通过控制大豆油、甲酸和双氧水的比例可以制备出不同环氧值的环氧大豆油;丙烯酸比甲基丙烯酸更容易开环环氧大豆油。     

环氧豆油丙烯酸酯光固化速率的影响因素

将环氧大豆油与丙烯酸反应制备出环氧豆油丙烯酸酯预聚物,考察了光引发剂的种类、用量、辐射距离、时间及合成树脂的结构对光固化速率的影响,并利用红外光谱对树脂固化前后的结构进行了表征。研究结果表明,当辐射距离为20 cm时,光引发剂IHT-PI 184的用量为3%时固化速率最快,且随着酯化率的升高,固化速率加快,光固化后凝胶含量达到94.7%。     

反应条件对环氧大豆油酯化反应的影响研究

通过调节温度、投料比、投料方式、催化剂、阻聚剂用量等条件,合成了一系列环氧大豆油丙烯酸酯低聚物。采用紫外光固化制备固化膜,并测定了固化膜的凝胶含量。实验结果表明,产物的酯化程度随着反应温度的升高而增大,但过高的温度增加了产物的黏度。适当提高体系中环氧大豆油含量,改变投料方式,合适的催化剂和阻聚剂用量,有利于提高合成产物的酯化程度。最终得出反应温度120℃、n(环氧大豆油)∶n(丙烯酸)=1.12∶1、将环氧大豆油与阻聚剂预先混合,再滴加丙烯酸与催化剂的混合物的投料方式、w(阻聚剂)=0.15%,为最佳反应条件。     

紫外光固化大豆油基丙烯酸树脂的制备与性能研究

利用环氧大豆油(ESO)在碱性催化剂作用下的开环酯化反应,合成了不同官能度的系列环氧大豆油丙烯酸酯(AESO),进一步通过自由基光引发剂引发的紫外光固化反应制得了具有优良热稳定性和较强附着力的大豆油基树脂。采用红外光谱(FT-IR)、核磁氢谱(~1H NMR)分析了AESO的分子结构,研究了酯化反应温度、反应物配比以及反应时间对AESO产率的影响。结果表明,当在110℃下,环氧基团与丙烯酸物质的量之比为1.00:0.95,反应4h的产物官能度最高,达到2.90;通过AESO紫外光固化产物链段结构、热稳定性以及铅笔硬度的研究,制备了具有优良的力学性能和热稳定性的AESO基紫外光固化树脂,较优的光固化条件为:引发剂质量分数为3%,固化程序为20%光强预固化20 s,100%光强后固化10 s。     

丙烯酸化环氧大豆油泡沫塑料的研究

以环氧大豆油为原料，通过丙烯酸化改性，制备出可自由基聚合的树脂。然后在引发剂作用下，与稀释剂苯乙烯和甲基丙烯酸甲酯共聚并发泡形成泡沫塑料。详细研究了丙烯酸化条件对环氧大豆油酯化程度的影响，发现N，N-二甲基苄胺是适宜的催化剂，所得产物结构与预期一致。还研究了引发体系和稀释单体对泡沫塑料性能的影响，结果表明，以过氧化苯甲酰为引发剂所得泡沫塑料的压缩性能较好，残余单体的含量较低。     

低黏度季戊四醇改性环氧丙烯酸酯的研究

以季戊四醇为核分子,按一定物质的量比与环氧树脂进行酯化反应合成一种球状季戊四醇环氧酯,再用丙烯酸与季戊四醇环氧酯上的端环氧基进行酯化开环反应,合成了适用于电子束(EB)固化的低黏度季戊四醇环氧丙烯酸酯,并采用红外光谱对产物进行表征和分析。结果表明:1)季戊四醇与环氧树脂生成季戊四醇环氧酯的最佳反应条件为n季戊四醇∶n环氧树脂=0.15∶1.00、催化剂用量为0.5%、反应温度为95℃、反应时间2.5 h;2)季戊四醇环氧酯与丙烯酸反应的催化剂四丁基溴化铵用量为0.5%、阻聚剂对羟基苯甲醚用量为0.5%、反应温度为85℃、反应时间6 h,制得黏度为2.41 Pa.s的季戊四醇环氧丙烯酸酯。     

自乳化水性丙烯酸环氧乳液的研制

合成了自乳化环氧丙烯酸乳化剂，并用此乳化剂对丙烯酸环氧进行乳化，所得乳液采用光固化技术进行固化。     

大豆油与过氧甲酸的环氧化动力学研究

通过大豆油中的双键与过氧酸发生环氧化反应,合成了环氧大豆油(ESO)。从动力学的角度,对反应过程中的各种影响因素,进行了较详细的研究。得知大豆油与过氧甲酸反应,大豆油的反应级数为1级,过氧甲酸的反应级数为2级,其反应活化能为22.77 kJ/mol。生成的环氧大豆油与体系内的甲酸发生水解开环反应,环氧大豆油的反应级数为0.5级,甲酸的反应级数为1级,该反应活化能为4.91 kJ/mol。通过所得动力学参数设定了无催化剂的环氧大豆油合成工艺,得到了环氧值高达6.85的环氧大豆油。     

紫外光固化环氧丙烯酸树脂的制备与性能研究

在不除氧、无气氛保护的条件下用环氧树脂和丙烯酸直接合成了可光-热双重固化的环氧丙烯酸树脂。通过测量所获得改性树脂的红外图谱、固化时间及固化膜的柔韧性、硬度等数据,研究了丙烯酸用量、混合温度、曝光时间等因素对环氧丙烯酸树脂合成及性能的影响。结果表明,当丙烯酸与环氧基之间的物质的量比在1.02∶1,反应温度在85~90℃时,所得树脂的光固化速率最快,固化后产物的硬度大、柔韧性好、附着力强。紫外光辅以低温热固化的固化工艺,有助于减少树脂中低聚物的挥发,提高反应程度,从而获得较高的固化膜百分率。另外,对不同工艺条件下影响柔韧性能的树脂结构也进行了分析。