1. 研究目的与意义
根据分散相粒径大小以及乳液形成过程的不同,环氧树脂水性化技术可分为机械法、相反转法、自乳化法以及固化剂乳化法四大类。其中机械法工艺相对简单,但乳液粒径大,成膜性能较差;自乳化法和固化剂乳化法制备的乳液粒径小,稳定性较好,但工艺复杂,成本较高。与其它方法相比,相反转法制得的乳液粒径及稳定性较佳,而且工艺简便,成本较低,是一种较为理想的环氧树脂乳液制备方法。而对于相反转法而言,要想获得预期的wep分散体系,分散剂或乳化剂的选择至关重要。迄今为止,虽然关于环氧树脂专用乳化剂的改性研究已取得了一定成果,但磺酸盐型乳化剂的制备,鲜有报道。
作为木质素的衍生物,木质素磺酸盐(lignosulfonate)是一种亲水性的阴离子高分子化合物,具有良好的分散、乳化、吸附等表面物化性能,近年来其改性制备表面活性剂更是蓬勃发展并取得了系列重要进展。然而,其本身也存在一些问题,如分子结构复杂,分子量分布广,缺乏结构规整的亲油基团等,从而使其表面活性受到了一定限制。因此,要想得到性能稳定且活性较高的木质素磺酸盐表面活性剂,就必须对其进行改性处理。
自1991年绿色化学理念被提出以来,溶剂的绿色化研究一直备受关注。近年来,低共熔溶剂(deep eutectic solvent des)作为一种新型的绿色环保溶剂,以其独特的物理化学性质越来越成为研究的热点。这种溶剂具有无毒,可生物降解,价格低廉,制备简单,可自行设计等诸多优点,已在有机合成、化工分离和电化学等领域显示出良好的应用前景。随着研究的不断深入,为了进一步拓宽des的应用范围,三元低共熔溶剂(ternary deep eutectic solvents tdess)逐渐新兴起来。与二元低共熔体系相比,tdess的黏度更低,具有类似水的低粘度可流动性,从而可提高反应速率,也便于后续操作。
2. 国内外研究现状分析
国外研究现状:
robinson和woo等人将丙烯酸单体接枝到环氧分子骨架上,制得不易水解的水性环氧树脂。反应为自由基聚合机理,接枝位置为环氧分子链上的脂肪碳原子,接枝率低于100%,最终产物为未接枝的环氧树脂、接枝的环氧树脂和聚丙烯酸的混合物,由于无酯键的存在,用碱中和可得稳定的水基乳液。
国内研究现状:
3. 研究的基本内容与计划
研究内容:
将氯化胆碱、丙二酸和丙三醇按摩尔比1:1:1分别混合置于50ml锥形瓶中,在反应温度为80℃的水浴锅中磁力搅拌,直至产生无色透明液体,记录其外观、合成时间。
采用氯化胆碱/丙二酸/丙三醇(chcl/ma/gl)体系tdess催化活化木质素磺酸钠。在m(木质素磺酸钠):m(tdes)=1:10,按照试验方案处理温度分别为80、90和100℃,处理时间分别为1、3和5 h,共计9组试验,在最佳搅拌条件下,用tdes分别催化活化木质素磺酸钠,并用无水乙醇将处理后的木质素磺酸钠分离出来,放入60℃烘箱中烘干备用。
4. 研究创新点
充分利用造纸工业副产品木质素磺酸钠这一有效成分,本课题提出利用改性木质素磺酸盐制备环氧树脂乳化剂的新方法,低共熔溶剂价格低廉,绿色环保也优化了水性环氧树脂制备的工艺流程。
