浓缩水性润滑油的制备_马和平VIP免费

第29卷第5期2013年3月甘肃科技GansuScienceandTechnologyVol.29No.5Mar.2013浓缩水性润滑油的制备马和平，刘秋红，张晓娜(兰州工业研究院，甘肃兰州730050)摘要:介绍了以豆油和顺酐为原料，经传统反应和加碘催化，以及微波催化不同的反应方式制得可加水无限稀释的透明溶液。并以傅里叶变换红外光谱仪对酐化油进行了测试，就各反应因素对酐化油水溶液的稳定性和水溶性影响加以讨论。顺酐量占总量20%，温度控制在200℃左右，乙醇作为溶剂，氨水和三乙醇胺作为皂化剂，得到澄清透明溶液，水溶性和稳定性较好。关键词:豆油;顺酐;酐化油;微波;红外光谱中图分类号:TD407现有润滑油大部分以矿物油为原料，由于设备的泄漏和润滑剂的废弃，造成环境污染的问题引起了公众的关注，逐渐不能适应社会的发展要求。这样人们就把目光转向那些本身具有潜在的降解性能，并且可回收再利用的“绿色自然资源”。植物油由于成本低、来源丰富，优良的润滑性能，黏度指数高，无毒和易生物降解性，而且可以再生，作为替代传统石油化工的原料，已经成为人们研究环保润滑剂的主要趋势。植物油分子中的双键与不饱和羧酸(或酐)加成，可以制得水溶性的油。豆油富含不饱和脂肪酸，含量大于80%。其中亚油酸约50%～55%，油酸22%～25%，亚麻酸7%～9%，经过加热，利用顺丁烯二酸酐对豆油进行改性，反应制得树脂可加水无限稀释成透明溶液。由于产物中同时含有多个羟基、酰胺基等极性基团和长碳链烃基，因而具有很好的润湿、乳化、增溶、清洗、防锈等功能，可应用于多种领域，具有很大的开发研究空间、应用前景及经济和社会效益。1试验部分1.1原料及仪器亚麻油:食用级;顺丁烯二酸酐:工业级;氨水，分析级;三乙醇胺，分析级;乙醇，分析级;正丁醇，分析级。JJ－1精密增力电动搅拌器，MH－1000型调温电热套，G80W23YSL－V90微波炉，酸度计，三口烧瓶，冷凝管。1.2实验方法1.2.1传统实验方法该反应温度敏感，时间长达4h，反应过程难控制，产品成本增加。1.2.2催化剂改进实验从降低成本角度考虑，加入催化剂，降低反应温度，缩短反应时间至2h，在小试技术上是成功的。1.2.3微波法制备水溶性改性油我们大胆尝试，利用微波反应法制备顺丁烯二酸酐水溶性油，试验小试得到了突破性的成功。2结果分析与讨论2.1顺酐的用量对于顺丁烯二酸酐改性豆油来说，顺丁烯二酸酐占总量的13.6%时为其水溶的临界值(低于此数量为乳浊液，高于此数可以水溶)。顺丁烯二酸酐的含量愈高，水溶性愈好，但是随着顺丁烯二酸酐含量的增加，防腐蚀性能下降，黏度也随之增大，以至达到难以搅动的程度。综合其水溶性、稳定性、黏度等因素来考虑，顺丁烯二酸酐量占总量的18%～20%较好。2.2反应温度对树脂水溶性的影响油与顺丁烯二酸酐反应温度要求高，一般在200℃以上进行。该反应较为复杂，在高温条件下，油分子的聚合、氧化、分解也同时发生。高于该温度，会引起炭化结焦现象;低于该温度，加成反应不完全，致使水性油的水溶性极差。最佳温度控制在190～210℃。2.3溶剂对树脂水溶性的影响分别以正丁醇、乙醇、乙二醇作溶剂，考察溶剂对酐化油水溶性的影响。其中正丁醇、乙醇作溶剂，酐化油水溶性良好。乙醇原料易得，价格较正丁醇便宜，确定以乙醇作溶剂，加入量按溶液的5%计。2.4皂化剂对树脂水溶性的影响分别以氨水、乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺作为皂化剂，考察皂化效果对酐化油水溶液的影响。其中以氨水和三乙醇胺复配皂化的效果较好，每100g酐化油溶液中加入30mL氨水，5mL三乙醇胺，皂化后加水稀释，封口放置，可得到澄清透明溶液。2.5催化剂用量对树脂水溶液的影响油与顺丁烯二酸酐的反应，一般在200℃以上进行，且反应历时较长，顺酐易升华，能耗较大。在反应中加入催化剂(如碘)促进反应，缩短反应时间，在一定压力下反应，可大大减少顺酐的损失，且反应程度高，节约了能源。经过反复试验，加入碘量为酐化油的0.3%，即可得到透明度、水溶性较好的溶液。2.6微波功率的选择豆油和顺丁烯二酸酐按比例加入，考察微波功率对加成反应的影响。由表1可知，微波功率对反应有较大影响，800W辐射反应时，所得产物皂化后可制成澄清透明溶液。表1微波功率对反应的影响...