植物油化学改性制备低倾点多元醇酯润滑油基础油的研究

发布时间：2023-01-26 05:39

　　植物油具有绿色可再生、环境兼容性好、难挥发、易降解、高润滑等优点,常被用于合成生物基润滑油。但由于植物油中含有大量的C=C,极易氧化变质;且植物油特有的甘油三酯结构,其含有的β-H不稳定,高温易分解,大大限制了天然植物油脂直接作为润滑剂使用。因此,对植物油的化学结构进行改性,可使其氧化安定性、低温流动性及热稳定性等得到不同程度的改善。目前,植物油的主要改性手段是保留支链脂肪酸碳链长度不变,简单地对其结构进行修饰（如:酯交换、环氧化、支链化、异构化等）,这些方法虽能在一定程度上改善其低温流动性和氧化安定性,但若想通过此方法得到超低倾点的润滑油基础油（倾点低于-40℃）依旧较为困难。为此,本论文提出了一个全新的解决方案,即两步法合成多元醇酯润滑油基础油:（1）以游离的脂肪酸甲酯为原料,氧化裂解制备中链脂肪酸壬酸（PA）和壬二酸氢甲酯（AA）;（2）以生物酶为催化剂,催化PA与三羟甲基丙烷（TMP）酯化制备TMP三壬酸酯。在此基础上,通过调配壬酸与油酸的比例,制备不同比例的TMP壬/油酸酯,并测定各混合酯的性能参数。 

【文章页数】：91 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 润滑油简介
        1.2.1 润滑油的组成
        1.2.2 润滑油的分类
        1.2.3 润滑油的发展方向
    1.3 植物油的化学改性方法
        1.3.1 环氧化及开环
        1.3.2 选择性氢化
        1.3.3 氧化裂解
    1.4 多元醇酯基础油的制备方法
        1.4.1 化学法催化合成多元醇酯
        1.4.2 生物酶法催化合成多元醇酯
    1.5 选题依据及研究内容
        1.5.1 选题依据
        1.5.2 研究内容
第二章 实验材料与方法
    2.1 实验试剂及仪器
        2.1.1 实验试剂
        2.1.2 实验仪器
    2.2 游离脂肪酸甲酯的制备和测定方法
        2.2.1 游离脂肪酸甲酯的制备方法
        2.2.2 脂肪酸甲酯含量的测定方法
    2.3 裂解产物的测量方法
        2.3.1 裂解产物的定性
        2.3.2 裂解产物的定量
        2.3.3 傅里叶变换红外光谱(FT-IR)
    2.4 酶活及酶催化产物的测定方法
        2.4.1 脂肪酶酶活的测定方法
        2.4.2 GC分析基础油组成
    2.5 多元醇酯基础油的性能测试
        2.5.1 酸值
        2.5.2 运动粘度
        2.5.3 倾点
        2.5.4 闪点
        2.5.5 热重分析
        2.5.6 氧化安定性
        2.5.7 差式扫描热分析(DSC)
        2.5.8 摩擦性能测试
第三章 植物油氧化裂解制备壬酸和壬二酸氢甲酯
    3.1 引言
    3.2 酯交换制备游离脂肪酸甲酯及成分测定
        3.2.1 酯交换制备游离脂肪酸甲酯
        3.2.2 游离脂肪酸甲酯含量测定
    3.3 脂肪酸甲酯氧化裂解条件优化
        3.3.1 不同溶剂对反应的影响
        3.3.2 催化剂种类对反应的影响
        3.3.3 反应温度对反应的影响
        3.3.4 底物配比对反应的影响
        3.3.5 磷钨酸用量对反应的影响
        3.3.6 搅拌速度对反应的影响
        3.3.7 反应时间对反应的影响
    3.4 裂解产物的分离纯化
        3.4.1 裂解产物的预分离
        3.4.2 Aspen精馏模拟分离裂解产物
    3.5 裂解产物的表征
        3.5.1 GC-MS表征
        3.5.2 FT-IR表征
    3.6 本章小结
第四章 酶催化合成三羟甲基丙烷三壬酸酯
    4.1 引言
    4.2 酶催化合成TMP壬酸酯
        4.2.1 脂肪酶用量对反应影响
        4.2.2 底物配比对反应的影响
        4.2.3 反应温度对反应影响
        4.2.4 水含量对反应的影响
        4.2.5 搅拌速度对反应的影响
        4.2.6 酶催化批次反应
        4.2.7 5L级酶催化放大
    4.3 三羟甲基丙烷三壬酸酯的分离纯化
        4.3.1 分子蒸馏纯化
        4.3.2 碱洗分离纯化
    4.4 三羟甲基丙烷三壬酸酯的表征及理化性能分析
        4.4.1 TMP壬酸酯的表征
        4.4.2 TMP壬酸酯理化性质
        4.4.3 TMP壬酸酯摩擦性质
    4.5 本章小结
第五章 酶催化合成混合脂肪酸多元醇酯
    5.1 引言
    5.2 TMP三油酸酯的合成及表征
    5.3 TMP壬/油酸酯的合成及理化性能分析
    5.4 高频往复摩擦实验
        5.4.1 摩擦系数
        5.4.2 磨斑直径及油膜覆盖率
    5.5 本章小结
第六章 总结
参考文献
致谢
研究成果及已发表的文章
作者和导师简介
附件


【参考文献】：
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硕士论文
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本文编号：3732233