论文部分内容阅读
本文是以环氧大豆油(ESO)为初始原料,用乙二醇作为开环试剂,合成大豆油多元醇(SBP),并通过羟基值的测定以及傅里叶红外光谱(FTIR)的表征对其结构进行了测定。结果表明确实合成了具有一定羟基值的大豆油多元醇,该大豆油多元醇的羟基值为224.56mg KOH/g。 上述合成的大豆油多元醇可作为下阶段合成环氧树脂的原料。在催化剂的作用下,该多元醇与环氧氯丙烷(ECH)进一步发生反应,生成一种新型大豆油基端环氧基环氧树脂。该反应分为两个阶段:开环反应阶段和闭环反应阶段。为了得到高环氧值、性能优良的大豆油基端环氧基环氧树脂,必须对合成条件进行优化。本论文分别对开、闭环反应阶段的反应物配比、反应时间、催化剂用量的选择进行了探索。经实验最终确定下来的最佳反应条件为n(大豆油多元醇中-OH)∶n(NaOH)=1∶5,n(大豆油多元醇中-OH)∶n(ECH)=1∶2.5,开环时间为1h,闭环时间为1h,m(催化剂—三氟化硼乙醚)=0.4%m(SBP),开环反应温度为50℃,闭环反应温度为35℃。在此条件下制得的产物的环氧值为0.21mol/100g。对合成出的产物进行了红外光谱测试,以表征其结构。将大豆油多元醇的红外谱图同最终合成出的环氧树脂的红外谱图进行对比,发现在环氧树脂的红外光谱谱图上可以看到912.3、852.5cm-1处出现环氧基团的特征吸收峰,3415.9cm-1处的-OH特征峰有所减弱,1109.1cm-1处的醚键峰增强,这些现象均说明环氧氯丙烷同大豆油多元醇中的羟基发生了反应,并且在大豆油分子结构中引入了端环氧基团。 为了检验合成出来的环氧树脂的性能,将其与双酚A型环氧树脂E-44以不同比例进行共混,选取三乙烯四胺作为固化剂,在室温下固化2小时,而后再在120℃的电热鼓风干燥箱中固化2小时,制备出了一系列大豆油基端环氧基环氧树脂增韧双酚A型环氧树脂(E-44)的样品。采用红外光谱对固化产物进行结构测试;使用热重法(TG)、差示扫描量热法(DSC)对固化产物热稳定性、玻璃化转变温度、固化程度等热性能进行分析测试;应用拉伸强度测试、抗冲击强度测试对固化样品的力学性能进行测试。通过红外光谱可以发现,自制大豆油基端环氧基环氧树脂中的环氧基团和市售E44中的环氧基团,在固化剂的作用下发生了固化交联反应。通过热性能测试可以发现,自制EP中的环氧基团位于端位,具有比较高的反应活性,而且和E44具有良好的相容性,两者的固化产物为均匀的一相,而且自制EP中的柔性长脂肪链结构可以降低E44的玻璃化转变温度及热稳定性。力学性能测试显示,适当比例的EP—E44共混固化产物具有良好的拉伸强度和抗冲击强度,这说明自制EP的加入对E44起到了一定的增韧效果,从而达到了本课题增韧市售E44环氧树脂的目的。