油脂基聚酯增塑剂的合成及性能研究开题报告

1. 研究目的与意义

随着全球不可再生资源储量的日益减少，环境问题的不断加剧，加强开发与利用生物质可再生资源，实现对石化资源的部分甚至全面替代，促进环境、社会及经济的可持续发展，现已成为全球共识。

增塑剂是添加到高分子聚合物中增加材料塑性，使之易加工，赋予制品柔软性的功能产品，广泛应用于玩具、建筑材料、汽车配件、电子与医疗部件如血浆袋和成套输液器等大量耐用并且易造型的塑料制品中，是塑料加工助剂中产能和消费量最大的品种，其产量约占塑料助剂总产量的60%[1-2]。

本实验以腰果酚为原料，腰果酚是由低值农林剩余物腰果壳衍生的含有不饱和长碳链烃的天然酚类化合物，是最常用的天然资源之一[3]，具有可再生、价格低廉以及来源广泛等独特优势。此外，腰果酚兼具酚类化合物的反应活性以及脂肪族化合物的柔韧性，独特的化学结构决定其可以与许多有机或无机化合物反应进行结构改性[4-6]。其具体的操作方法为：先将桐油制备成桐油酸，后与二氯甲烷、草酰氯反应制备桐酸酰氯，制成的桐酸酰氯与腰果酚反应制备腰果酚基桐酸酯，最后进行环氧化反应从而生成油脂基聚酯型增塑剂，此增塑剂与聚氯乙烯有较好的混溶性，从而可以替代邻苯二甲酸酯作为一种新的绿色环保的增塑剂。

2. 国内外研究现状分析

传统的石油基邻苯二甲酸酯类增塑剂仍属目前产销量最大的增塑剂，但鉴于其具有潜在人体健康及环境威胁，使用范围日益受限。随着全球环保法规的日趋严格，环保及安全化成为增塑剂行业发展的显著趋势，开发可替代邻苯二甲酸酯的绿色增塑剂已成为国际同行关注的热点。近年来，增塑剂行业正朝着环境友好，可生物降解的方向发展，故环保类增塑剂越来越成为人们关注的焦点，环保类增塑剂的类型繁多，其中以腰果酚为原料先经酯化再进行环氧化反应制备的增塑剂更是一种新的绿色环保增塑剂。以下主要介绍腰果酚的性质以及以腰果酚为原料制备的环氧类增塑剂的国内外情况。

腰果酚是由低值农林剩余物腰果壳衍生的含有不饱和长碳链烃的天然酚类化合物，为一种单苯酚衍生物，其长侧烷基链（c15）上含有0-3个对烯属不饱和键，无反式结构。腰果酚含有多种活性基团，如酚羟基、芳环结构、烷基侧链不饱和键，羧基，羰基等，可以通过与无机或有机化合物反应，开发具有高附加值、功能化的腰果酚衍生化合物。腰果酚的活性反应可以分为以下三类：

（1）酚羟基反应：酚羟基可以通过亲核取代反应或缩合反应制备不同的化合物。主要发生酯化、烯丙基化、氧化、烷基化、乙氧基化、磷酸化、醚化等反应。

3. 研究的基本内容与计划

研究内容：

先将桐酸与二氯甲烷、草酰氯反应制得桐酸酰氯，后将桐酸酰氯与腰果酚反应，发生酯化反应，生成腰果酚基桐酸酯，最后将其与溶解有间氯过氧苯甲酸的二氯甲烷反应使其发生环氧化反应，从而制得最终产物。

进行正交试验，以探索最佳优化条件。其中，影响产品质量的主要因素是催化剂类型、反应时间、溶剂效应、反应温度等。

4. 研究创新点

较传统以邻苯二甲酸二辛酯（DOP）等邻苯类产品为主体的增塑剂而言，环氧腰果酚基乙酸酯具备绿色环保、无毒的优点，且其与聚氯乙烯（PVC）有良好的混溶性，故可取代邻苯类增塑剂成为一种新的绿色环保的增塑剂，且此实验主要以农林剩余物腰果酚为原料合成增塑剂，成本低，绿色环保，无毒。