环氧大豆油增韧环氧树脂的研究开题报告

全文总字数：1242字

1. 研究目的与意义

环氧树脂具有很多优良的性能，因此广泛地应用于工业领域的各个部门。但单纯的环氧树脂性脆、韧性差，冲击和开裂应变低。为了改善环氧树脂的韧性，使之满足胶粘剂、灌注、包封 、浸渍 、涂料等行业的要求，人们对增韧剂的合成和选择进行了大量深人细致的工作，开发出了一系列环氧树脂增韧剂。理想的增韧剂既要提高环氧树脂的抗冲性能，又要对其它性能产生尽可能小的消极影响 。

环氧树脂增韧的研究近年来发展很快，据资料介绍，增韧的方法多种多样，效果也千差万别。增韧方法分类主要有：(1 )加人刚性粒子增韧；( 2 )加人橡胶粒子形成海岛结构增韧；(3 )加入热塑性塑料增韧，提高冲击性；(4 ) 通过形成环氧互穿网络增韧；( 5 ) 形成核-壳粒子增韧；( 6 )加入特殊环氧增韧剂。其中以加人橡胶粒子形成海岛结构增韧环氧树脂应用最为广泛，Rowe 和Nichols等认为，要想使橡胶起到增韧环氧树脂的目的，必须符合下列条件：(l ) 橡胶相能很好地溶解在未固化的树脂体系中并能在树脂凝胶过程中析出第二相 (即发生相分离 )，分散于基体树脂中；( 2 ) 橡胶的分子结构中必须含有能与树脂基体进行反应的活性基团问。由上面两个观点可见，正确的控制橡胶与环氧树脂体系中的相分离过程是增韧能否成功的关键。像液体端梭基丁精橡胶( CTBN )是大家研究较多而且较为成功的环氧增韧剂,可以达到较好的增韧效果 。除此之外，还有端氨基液体丁睛橡胶( ATBN )、聚硫橡胶 、聚氨醋 、聚硅氧烷和 聚丙烯酸酷等增韧效果也比较好，但是其价格都较昂贵。目前，国内外对价格较低廉的环氧大豆油作为环氧树脂增韧剂的报道还较少，而且对其研究改性效果也较差。和SRITAMA 和 D .RATNA的研究表明改性后的环氧大豆油可以使原有体系剪切强度提高一倍，但其基础体系剪切强度仅为 4MPa 。为此可在前人和实验室工作基础上通过不同的方法使环氧大豆油扩链形成低聚物作为环氧树脂的增韧剂。合成后的低聚物在环氧树脂胶粘剂中的应用效果较好 。

2. 国内外研究现状分析

我国从六十年代开始试产环氧增塑剂, 以环氧脂肪酸为主, 近年才开始研制试产环氧大豆油, 最初生产的环氧大豆油环氧值偏低, 热稳定性较差。因此, 在 1992年韩国斌等人 采用强酸性阳离子交换树脂为催化剂进行大豆油的环氧化, 较系统的研究了主要因素对环氧化反应的影响规律,优化了工艺条件,制得的环氧大豆油质量指标皆优于国家标准, 并且主要指标已达到或超过国外同类产品。1994年曹卫东采用硫酸铝作催化剂催化合成环氧大豆油,这种方法反应活性高, 后处理容易, 收率较高,而且比阳离子交换树脂催化法降低了催化剂成本。

1995年施肖峰 等人对环氧大豆油的生产工艺进行了改进并且使产品质量有了较大的提高。他们主要是从以下三方面来改进环氧大豆油的生产工艺: 安装自动给水盘管控制反应温度; 改善物料的搅拌效果; 添加相转移催化剂。同时, 郭学阳等人在前人工作的基础上,结合他们在这方面的研究开发了环氧大豆油新的生产工艺, 这一新技术的主要优点是: 用稀氨水? 双氧水对粗豆油精炼, 降低了油的损失,并使精炼油色泽优于食用一级油标准; 环氧化反应不用催化剂, 采用以尿素为主要成分的稳定剂, 环氧化反应时间缩短,粗品色泽很浅; 采用三次水洗洗去环氧化粗品中的有机酸等, 取代碱洗? 水洗工艺,大大减少了粗品的乳化及损失,且有利于油水二相的分层。

我国自批量生产环氧大豆油以来, 基本上仍采用有机溶剂法生产, 环境受到污染,产品质量差, 一般产品的环氧值仅为 5%左右,远不能适应聚氯乙烯加工的要求。为解决我国生产环氧大豆油的落后状况, 适应生产发展的需要,大连轻化工研究所开展了无溶剂法合成环氧大豆油新工艺的研究。无溶剂法与溶剂法相比, 生产工艺简单, 无溶剂回收问题,原料消耗低, 生产周期短, 产品质量达到目前国内同类产品的先进水平, 解决了生产过程中的苯溶剂污染问题, 改善了工人的生产环境。同时, 福建省化工研究所在漳州市化工厂的配合下, 采用无溶剂一步就地法环氧化工艺, 即过氧化氢与冰醋酸在催化剂存在的条件下反应生成过乙酸,过乙酸与精制大豆油反应而得环氧大豆油。克服了以苯作溶剂、 硫酸作催化剂工艺的合成步骤多、 产品成本高、三废?处理量大和得率低的缺点。采用无溶剂工艺生产的环氧大豆油增塑剂热稳定性明显提高,环氧基的热稳定性 (环氧值的保留率 )由溶剂法工艺的 60 %~80 %提高到 95 %以上,同时克服了三废污染、 设备管道腐蚀等问题。

3. 研究的基本内容与计划

研究内容

1对环氧大豆油的研究

2对增韧环氧树脂的研究

4. 研究创新点

(2) 对环氧大豆油复合材料的可生物降解性在模拟自然环境条件下进行研究