以油脂为基础的生物基润滑油合成
以天然油脂为原料生产的生物基润滑油，相比于传统的矿物润滑油在生物可降解性、润滑性能、及安全性等方面具有更多的优点。目前，生物基润滑油已成为传统矿物油的替代品，得到了商业应用。然而，目前的生物基润滑油产品在稳定性和低温性能层面仍存在一定的缺陷。因此，设计开发新的生物基润滑油分子结构，及其相应的生产工艺，对生物基润滑油研究领域的一项重要工作。 本文以植物油蓖麻油为基础，利用其分子结构中双键环氧化反应，及随后的分子内环氧开环反应，设计开发了一条生产具有呋喃基结构的新型润滑油分子的合成工艺。 首先，对分子内开环反应的适宜催化剂进行了研究，结果表明LiBr是催化该反应的高效催化剂，其转化率最高可达到90.2％，反应选择性超过98％。由于LiBr难于回收重复使用，将金属有机框架(MOF)引入到开环反应中;结果表明UIO-66-(COOH)2是LiBr优异的吸附材料，可显着提高LiBr的使用寿命，其主要机理原因可能为UIO-66-(COOH)2中的缺陷羧基和Zr原子可分别吸附LiBr电离后Li+和Br-，从而实现LiBr重复使用。 其次，论文对合成的羟基四氢呋喃(HTHF)月桂酸酯生物基润滑油的性能进行了测试，结果表明该结构的润滑油分子:热分解温度Tonset为308℃;氧化分解温度219.45℃;40℃下运动粘度为30.61cSt，100℃下运动粘度为5.82cSt，粘度指数135;倾点-42℃;摩擦实验的磨斑直径为570mm，摩擦系数为0.113。上述性质表明HTHF月桂酸酯分子作为润滑油使用，具有优良的物理化学和摩擦学性质，其基本性能达到市售矿物润滑油水平，且在低温性能方面明显优于传统矿物油。是一种具有竞争潜力的生物基润滑油产品。 最后，论文研究了利用基因工程菌自身代谢合成生物基润滑油的可行性。通过在大肠杆菌内引入ACS2和PPF两种脂肪酸辅酶A连接酶，及WS/DGAT和WS2两种酰基转移酶，在工程菌内构建了一条聚酯类生物基润滑油的人工代谢途径，对该思路实验路径的可行性进行了初步验证。
生物基润滑油;蓖麻油;开环反应;金属有机框架;LiBr;大肠杆菌
北京化工大学
硕士
生物工程
王芳;李国昂
2021
中文
TE666
2021-09-06（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）