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多元醇(Polyols)是一种重要的化工中间体,在食品、化妆品、卫生用品、化工和医药等方面都有广泛的应用。特别在聚氨酯工业中作为主要原料得到大量应用。目前应用于聚氨酯行业的多元醇,大多来源于石油等化石资源,近年来,由于石油等化石资源的有限性和资源需求的不断增长,利用可再生的天然资源来替代化石资源成为世界范围的研究热点。
大豆是最重要的可再生资源之一,廉价且来源广泛,由大豆油出发制备化工中间体及高聚物等是能源替代和环保的重要发展方向。
本论文以环氧化的大豆油通过催化醇解制备大豆油多元醇,主要研究内容如下:
以环氧大豆油(ESBO)和甲醇为原料,以丙酮为溶剂,通过开环加成反应合成大豆油多元醇(Polyols)。考察了不同类型的催化剂对ESBO转化率和多元醇生成的影响,表明具有Bronsted酸中心的HZSM-5催化剂具有优良的催化性能。
以HZSM-5催化剂为基础考察了包括反应温度,反应时间,催化剂用量,原料比率等反应工艺条件对反应的影响,试验表明上述条件对反应转化率和产物大豆油多元醇的结构和性能起着至关重要的作用,并在此基础上,确定了反应的最优条件。
通过对催化剂进行改性,研究了催化剂的酸碱性对反应的影响,试验表明,催化剂的酸性是催化剂活性的决定因素。研究了重复利用过程中催化剂失活的原因,探明了影响催化剂使用寿命的因素,并初步提出了催化反应机理。
对最优工艺条件下合成的大豆油多元醇,采用红外光谱,核磁共振,热分析(DSC),凝胶色谱(GPC)等技术对产物结构和性质进行了分析。试验结果表明,产物为预期目标产物,其性能和石油多元醇相当。