1. 研究目的与意义
聚甘油可以用作聚乙烯醇等塑料和弹性体的增塑剂,与单体分子结构增塑剂相比具有迁移性小、耐高温、不容易被水和溶剂抽出等特点;被广泛应用于防水卷材、儿童玩具、耐油电缆、煤气交管、耐高温线材包覆膜及室内高级装饰品等制品的材料;它可以使塑料制品保持特有的化学性质,可以使橡胶制品具有硫化耐热性、耐油性、奶迁移性和抗溶胀性,也可作为EVA-VC的硬质改性剂使用[1-3]。聚甘油增塑剂是以生物质可再生资源或其衍生物结合其他化学试剂合成的增塑剂,它除了具有一般增塑剂的特性外,还具有无毒、环保、生物降解性好、原料可再生化等显著特点,可以用于医疗器械、儿童玩具和食品包装材料等安全卫生条件要求较高的塑料和弹性体制品[4]
PVA是一种性能优良用途广泛的水溶性高分子材料.PVA分子链上含有大量的羟基,能在分子内和分子间形成氢键,赋予PVA优良的成膜性水溶性阻隔性和机械性能.基于PVA优良的性能,PVA被广泛的应用于薄膜,纤维,粘接剂等领域.PVA膜在包装薄膜材料中占据着重要的地位.纯PVA膜存在较脆断裂伸长率不高和耐水性差等缺点.常用加入增塑剂的方法来改善PVA膜的力学性能和耐水性。常用的PVA膜的增塑剂是小分子多元醇类,醇胺类和酰胺类小分子物质,这些小分子物质增塑PVA的机理是通过与PVA分子链上的羟基形成氢键,降低PVA分子内和分子间的氢键作用,从而降低了PVA的结晶度改善PVA的热塑加工性能.从目前报道的增塑作用效果看,上述增塑剂的作用效果均不理想,研制具有优良作用效果的聚甘油增塑剂具有重要意义[21-26].
2. 国内外研究现状分析
1,发酵法生产甘油近十年国内外研究进展
一、亚硫酸盐法
亚硫酸盐法早在第一次世界大战期间已经用于生产,其研究至今仍在继续,而且有不少进展。kalle和naik报道,采用甘蔗糖为原料,ph6.8一7.0,控制通风量为1.4vvm时,甘油含量是92一969/l,乙醇是10.7一12.59/l。若在发酵阶段采用真空(真空度为
3. 研究的基本内容与计划
甘油即1,2,3-丙三醇,是一种无色、无臭、无毒、味甜的粘稠状液体;分子结构中含有3个羟基,可以与重金属配位;它具有吸湿性、高粘度、溶解性和不溶于碳氢化合物等物理特性。传统上生物甘油的一般制法主要有油脂皂化制皂、油脂水解、油脂醇解[6]和糖类发酵[7-8]等。现在大量的生物甘油一般来自生产生物柴油的副产物,常见的工艺是以动植物的油脂与甲醇在催化剂作用下,使油脂醇解生产生物柴油以及副产物甘油,甘油与生物柴油的质量比约为1:10[9].副产物中还含有大量的甲醇和未反应的脂肪酸,脂肪酸甘油酯和甲醇反应会生成脂肪酸甲酯和甘油,经过分离提纯得到一定纯度的甘油[10]。粗甘油的分离提纯主要有减压精馏法、离子交换法、膜过滤法和分子蒸馏法[11-16],减压蒸馏法需要较高温度,消耗能量较大;离子交换方法工艺较复杂;膜过滤法仅适用于低浓度甘油水溶液的除杂;分子蒸馏法不仅节能而且可以得到高品质的甘油,方法较先进[17-20]。
生物聚甘油的制备:在装有脱水器、搅拌器、温度计的三口烧瓶中加入生物甘油200g和粉状naoh,通入n2缓慢加热至250-260℃.根据出水量,分别合成平均聚合度n=2,3,4,5,7,8,,10和15的聚甘油。每次反应结束后,在1.33kpa和250-260℃下抽真空0.5h,降温至90-100℃,加入醋酸和催化剂,使产品ph=6-7。
2014年2月20日2月28日确定选题、收集相关资料2014年3月1日3月31日撰写开题报告与开题2014年4月1日4月30日对不同的制法,催化剂,来源和分离提纯进行探讨2014年5月1日5月31日深入研究,形成论文初稿2014年6月1日6月中论文修改、定稿、打印、答辩
4. 研究创新点
我国的增塑剂市场面临环保压力,需要研制出极具优良作用的聚甘油增塑剂。近年来,随着人们对聚甘油合成工艺及分离提纯方法的
深入研究和改进,使得聚甘油及其衍生物品质大大提高,同时,
全球生物柴油产业的兴起使其副产物甘油成为丰富而价廉的资
