Med den hurtige udvikling af plastindustrien er efterspørgslen efter blødgører mere og mere. Samtidig har de senere år med øget bevidsthed om miljøbeskyttelse også plasttilsætningsstoffer fremsat højere sundhedskrav. Fordi de almindeligt anvendte blødgørere phthalatestere har potentiel kræftfremkaldende risiko, er det et hot spot at udvikle ny ikke-toksisk blødgører. Epoxy sojabønneolie er en nyudviklet ikke-giftig blødgøringsmiddel, som har en bred udsigt i plastik, især ved behandling af polyvinylchlorid.
Egenskaber og anvendelser af epoxy sojaolie
Epoxy sojabønneolie er et kemisk produkt fremstillet ved anvendelse af peroxidbehandling af raffineret sojabønneolie, det engelske navn er Epoxidizedsoy-beanoil (ESO), molekylær formel c57h98o12, molekylvægt er ca. 1000. Ved stuetemperatur for lysegul viskøs olieagtig væske, flow Point-1 ℃, kogepunkt 150 ℃ (0,5 kPa), antændelsespunkter 310 ℃, viskositet 325mpa s (25 ℃), brydningsindeks 1.4713 (25 ℃). Opløseligt i carbonhydrider, ketoner, estere, avancerede alkoholer og andre organiske opløsningsmidler. Lidt opløseligt i ethanol, uopløseligt i vand.
Epoxy-sojabønneolie på grund af sin gode varmebestandighed, lys, gensidig permeabilitet, lav blødhed og sejhed og lav volatilitet, ingen toksicitet, så applikationen er ret omfattende, især til plastik og plastikemballage til mad og medicin. Epoxy sojabønneolie anvendes meget i PVC-behandling. Epoxygruppen kan fælde frie radikaler cl ved PVC-nedbrydning, afbryde friradikalreaktionen af PVC-nedbrydning, sænke nedbrydningshastigheden, forbedre PVC-produktets lys, varmebestandighed og oliebestandighed og udnytte produkterne med god mekanisk styrke , vejrbarhed og elektriske egenskaber. Det har ikke kun blødgørende virkning på polyvinylchlorid, men kan også gøre det aktive kloratom i kæden af polyvinylchlorid stabilt og kan hurtigt absorbere HCL, der nedbrydes ved varme og lys, og dermed blokere den kontinuerlige nedbrydning af polyvinylchlorid og stabilisere funktionen. I landbrugsfilm kan udendørs PVC-rør og kabelprodukter tilføje epoxy sojabønneolie, hvilket gør produktet varmebestandigt, lystolerance og god vejrbestandighed. Endvidere er kompatibiliteten af epoxy sojabønneolie med PVC meget god, kan hurtigt jævnt fordelt i PVC-systemet, hvilket svækker kraften mellem PVC-makromolekyler og øger aktiviteten mellem molekyler. I processen med PVC-behandling, så længe brugen af en lille mængde epoxy sojabønneolie vil reducere forarbejdningsenergiforbruget, forbedre forarbejdningshastigheden, forbedre driftsbetingelserne, forbedre produktets overfladekvalitet, for at reducere omkostningerne, forbedre den økonomiske effektivitet spille en positiv rolle. Epoxy sojabønneolie og polyesterblødgøringsmiddel kan reducere migrering af polyesterblødgøringsmiddel. Den har en god synergistisk effekt, når den anvendes sammen med metalsalte stabilisator som cadmium og zink. Brugen af dette produkt kan være hensigtsmæssigt for at reducere mængden af andre blødgørere, stabilisatorer og smøremidler. Dette produkt gælder for alle former for PVC-produkter, gennemsigtige flasker, gennemsigtige kasser, en række fødevareremballage, medicinske produkter "blodtransfusionspose", en række forskellige film, plader, rør, køletætninger, køleudstyr og motorkøretøjer, der anvendes i pakninger, kunstlæder, gulvlæder, plast tapet, tråd og kabel og andre plastprodukter til daglig brug, men også til specielle blæk, Liquid Composite Stabilizer. PVC Udendørs plastprodukter, vandtæt membran, plastdøre og vinduer, klistermærker tapet, plastfolie mv. Skal bruge epoxy sojaolie for at sikre, at produkterne er giftfri, gennemsigtig, varme, lav temperatur, hærdet, anti-aging og så videre på. Desuden kan på grund af den giftfri epoxy sojaolie også anvendes som fødevareemballage, legetøj og boligindretningsmaterialer, såsom tilsætningsstoffer.
Fremstillingsmetode af 2 epoxy sojabønneolie
På nuværende tidspunkt er de vigtigste produktionsmetoder for epoxy sojabønneolie opløsningsmiddelmetode og opløsningsmiddelfri metode, de vigtigste produktionsmetoder er pereddikesyreoxidation, ionbytterharpikskatalyse, aluminiumsulfatkatalyse, pereddikesyreoxidation og faseoverførselskatalytisk oxidationsmetode.
2,1 eddikesyreoxidationsmetode
Processen tager benzen som opløsningsmiddel, svovlsyre som katalysator, myresyre og hydrogenperoxid til frembringelse af pereddikesyre i nærvær af svovlsyre og epoxidering af sojabønneolie til fremstilling af epoxy-sojabønneolie. Sojaolie, myresyre, svovlsyre og benzen sættes i reaktionskedlen i overensstemmelse med et vist doseringsforhold, omrøres og blandes jævnt. 40% (WT) -indholdet af hydrogenperoxid tilsættes langsomt til omrøringen. Under dryppeprocessen styres reaktionstemperaturen af kølevandet og justeringsfaldet acceleration. Når hydrogenperoxidet er tilsat, omrøres i et stykke tid, og så videre stiger materialetemperaturen i kølevandet ikke, eller endda et let fald kan du stoppe omrøring. Derefter statisk stratificering, det øvre lag for olielaget, der indeholder produkter og benzen, det nedre lag af spildesyrevand. Efter at affaldssyren er adskilt, neutraliseres olielaget og vaskes med 2% -5% fortyndet sodavæske og vaskes derefter til neutral. Efter vandadskillelse destilleres olielaget, blandingen af benzen og vand adskilles ved kondensation, og 80% benzen kan genanvendes. Væsken af kedlen dekomprimeres, og derefter filtreres det færdige produkt ved tryk. Processen har hurtig reaktionshastighed og lav temperatur, men processen er lang og kompleks, produktkvaliteten er ustabil, epoxyværdien er ca. 5%, produktionsomkostningerne er høje, udstyret er mange, "tre affald" -behandlingen mængden er stor, opløsningsmiddelbenzen har visse toksiciteter. udskiftes gradvist med opløsningsmiddelfrie metoder. 2.2 Pereddikesyreoxidationsmetode
Myresyre eller eddikesyre og hydrogenperoxid reagerer for at fremstille ringoxidanten under virkningen af katalysatorsvovlsyre og tilsætte ringoxidationsmidlet til sojabønneolie inden for et bestemt temperaturområde, efter at reaktionen er afsluttet, opnås produktet ved alkalisk vask , vandvask og dekompressionsdestillation. Produktionsprocessen ved denne metode er kort, reaktionstemperaturen er lav, reaktionstiden er kort, biprodukterne er få, produktkvaliteten er høj, og produktionsteknologien af benzen som opløsningsmiddel er grundlæggende substitueret. Fordi myresyremolekylet er mindre end eddikesyre, er oxidationshastigheden af pereddikesyre højere end den for pereddikesyre, så kvaliteten af produkterne produceret af myresyre er lidt bedre, og reaktionsprocessen er kortere. I øjeblikket bruger de fleste produktionsvirksomheder myresyre som den aktive iltbærer af epoxidering, brugen af myresyre og en del af den sure nedbrydning af carbonmonoxid produceret af toksiciteten. Dalian Institut for Lys og Kemiteknik under de opløsningsmiddelfrie betingelser, studerer syntesen af epoxy-sojabønneolie med pereddikesyre og indflydelsen af de vigtigste reaktionsbetingelser på epoxidationen og den tekniske rute, teknologiske proces, teknologiske forhold og produktkvalitet af syntesen af epoxy-sojabønneolie ved opløsningsmiddelfremgangsmåde og opløsningsmiddelløs fremgangsmåde sammenlignes. Det konstateres, at den opløsningsmiddelfrie metode har fordelene ved en simpel produktionsproces, ingen opløsningsmiddelgenvindingsproblem, lavt råvareforbrug, kort produktionscyklus, produktkvalitet, der når det avancerede niveau af indenlandske lignende produkter, løser problemet med benzinopløsningsmiddelforurening i produktionsprocessen og forbedrer arbejdstagernes produktionsmiljø. Samtidig har Fujian Institut for Kemiteknologi i Zhangzhou kemiske anlæg, anvendelse af opløsningsmiddelfri en-trins epoxideringsproces, dvs. hydrogenperoxid og iseddikesyre i nærvær af katalysatoren under reaktion af dannelsen af eddikesyrer, eddikesyre og raffineret sojabønneoliereaktion for at få epoxy-sojabønneolie. Det overvinder ulemperne ved mange syntetiske trin af benzen som opløsningsmiddel, svovlsyre som katalysator, høj produktomkostning, stor mængde "tre affald" -behandling og lavt udbytte. Den termiske stabilitet af epoxy-sojabønneolieblødgøreren frembragt ved opløsningsmiddelfri proces blev tydeligvis forbedret, og den termiske stabilitet af epoxy (epoxy) blev forøget fra 60% -80% af opløsningsmiddelprocessen til mere end 95%, mens problemerne med "tre affald "forurening og udstyr rørledning korrosion blev overvundet. Desuden fandt forskerne, at ved anvendelse af fortyndet ammoniak-hydrogenperoxid til forfining af råolien kan reducere tabet af olie og gøre den raffinerede oliefarve bedre end den spiselige oliestandard; epoxideringsreaktion uden katalysator ved anvendelse af urinstof som hovedkomponent af stabilisatoren, epoxideringsreaktionstiden forkortes, grov farve er meget lav; Ved brug af tre gange vask og vask for at fjerne de organiske syrer i de grove produkter, der erstatter alkalisk vaskevaskeproces, kan der i høj grad mindskes emulgeringen og tabet af råprodukter og er til gavn for stratificeringen af olie-vand-tofaset. På nuværende tidspunkt er teknologien blevet anvendt til industrielle applikationer
Katalytisk metode til 2,3 ionbytterharpikser
Selv om den opløsningsmiddelfrie metode overvinder mange mangler af opløsningsmidlerne, har den også ulemperne ved dårlig reaktionsstabilitet, produkter med lav epoxyværdi, dyb farve af produkt, korrosion af udstyr og alvorlig miljøforurening og erstatning af kationbytterharpiks til svovlsyre som katalysator, pereddikesyre eller eddikesyre som oxidant. Fremgangsmåden til syntetisering af epoxy-sojabønneolie under opløsningsmiddelfrie betingelser kan overvinde disse ulemper. Tilsæt sojabønneolie, ionbytterharpiks og eddikesyre i reaktionskedlen, opvarm op til 70-80 ° C, tilsæt hydrogenperoxid i reaktionskedlen jævnt i 40 minutter, når temperaturen stiger, afkøles det kolde vand og varmebehandlingsreaktionen 12- 18h. Efter at reaktionen er filtreret, fjernes ionbytterharpiksen, det statiske lag adskilles, og oliefasen neutraliseres med den mættede NaCl-opløsning indeholdende 2% -3% natriumhydroxid til en mikroalkalisk (pH-værdi på 8,5-9,0 ) og derefter renset med rent vand til neutrale og klorfrie ioner. 30min, isoler det nederste lag. Efter vask af de grove varer i destillationskedlen kan dekompressionsdestillationsdehydrering fremstilles af epoxy-sojabønneolieprodukter. Processen er kendetegnet ved simpel proces, kort produktionsproces, lavt energiforbrug, mindre udstyrsinvesteringer, sikker produktion, god kvalitet af produkter, ingen giftige opløsningsmidler, manglen er cyklustiden er relativt lang. Undersøgelsen viste, at den anvendte kationiske harpiks kan genanvendes, når katalysatoraktiviteten faldt signifikant, med 95% ethanol-tilbagesvalingspulver og -herdeharpiks 2 timer, vaskning, tørring og derefter forbehandling af harpiksen, så blev den katalytiske aktivitet af harpiksen genoprettet .
2.4 Aluminiumsulfatkatalysemetode
Myresyre og hydrogenperoxid reagerer for at fremstille ringoxidant under virkningen af katalysatoren Aluminiumsulfat, hvorefter ringoxidanten sættes til sojabønneolie inden for et bestemt temperaturområde, og epoxy-sojabønneolien opnås ved alkalisk vask, vask og vakuumdestillation efter reaktionen. Processen har høj reaktivaktivitet, let behandling, udbytte kan være så højt som 96% sammenlignet med katalytisk fremgangsmåde med kationbytterharpiks, katalysatoromkostningerne er lave, manglen er, at katalysatoren behøver strengt at styre indholdet af fe2 +, jernindhold er for høj, fe2 + i nærværelse af hydrogenperoxid er let at virke som en katalysator for at accelerere ufordelagtigt for udviklingen af epoxidationsreaktionen. Samtidig medfører fe2 + også, at materialetemperaturen stiger kraftigt, hvilket er vanskeligt at styre epoxidationsreaktionstemperaturen.
2,5 faseoverførsel Katalytisk oxidationsmetode
Institut for Kemi og Materialevidenskab, Shaanxi Normal University, Deng Fang mv. I stand uden karboxylsyre, eddikesyreethylester som opløsningsmiddel, methyltri-octylhydrogensulfat som faseoverførselskatalysator, epoxy-sojabønneolie blev syntetiseret ved direkte epoxidering af sojabønneolie med 30% (massefraktion) hydrogenperoxidopløsning. De eksperimentelle resultater viser, at epoxidationen af sojabønneolie med succes kan opnås med hydrogenperoxid i den tilstand, at der ikke er karboxylsyre, epoxyværdien af produktet er 6,27%, og iodværdien er 5,80 g / 100 g, når opløsningen ph er 2, reaktionstemperaturen er 60 ° C, og reaktionstiden er 7 timer. Denne metode undgår dannelsen af syre i reaktionen, reducerer produktionen af biprodukter og forbedrer produktkvaliteten. Wuya, Institut for Kemi og Materialevidenskab, Shaanxi Normal University, blev den cykliske oxidationsreaktion af sojabønneolievask udført med oxygen-wolframkomplekserne som faseoverførselskatalysatorer, og resultaterne viste, at reaktionstemperaturen var 60 ℃, oliedåden var opløsningsmiddel, og 1,2-pyridinsaltet (CWP) blev anvendt som katalysator. Epoxyværdien af reaktionsproduktet nåede 6,4%, og iodværdien var 4,4 g / 100 g. Denne reaktion bruger ikke den farlige pereddikesyre og den stærke ætsende svovlsyre, produktet får farven til at være lav, epoxyværdien er høj, kvaliteten er god, men genanvendelsen af oxygenkomplekset afventer endnu en undersøgelse.
3 Kinas epoxy sojaolie udvikling og udnyttelse perspektiver
De blødgørere, der anvendes i vores land i de senere år, er phthalatestere. Udenlandske lande som følge af DBP's flygtige tab er blevet elimineret, DOP på grund af USA's Cancer Institute (NCI) og Food Administration (FDA) foreslået, der kan forårsage kræft og dermed begrænse dets anvendelse. Ny forskning viser, at phthalater i miljøet til at flygte, ind i kroppen eller dyrene vil producere efterligning østrogen, de mandlige og kvindelige dyr har virkninger. Ud fra et miljøbeskyttelsessynspunkt vil dets produktion og anvendelse blive begrænset af miljøbestemmelser. Epoxy-sojabønneolie som ikke-toksiske, blødgjort, stabile plastiske tilsætningsstoffer vil i stigende grad forårsage plastforarbejdningsindustrien og plastificeringsproduktionsvirksomheder af stor bekymring. Kina er rig på olieressourcer, flere sorter, især sojabønneolieproduktion i spidsen for lande rundt om i verden, som giver råmaterialer til udvikling af epoxy sojabønneolie. I de seneste år har udviklingen af ethylenindustrien i Kina udviklet sig hurtigt, i 2006 har vores produktionskapacitet af polyvinylchlorid nået 10,99 millioner tons, produktionen nåede 8.641 millioner tons, forbruget nåede 9.594 millioner tons, Produktionskapaciteten i 2010 forventes at nå op på ca. 14 mio. tons. Efterspørgslen vil nå op på 12,5 mio. tons, så vil efterspørgslen efter blødgørere også øges betydeligt, og epoxy-sojabønneolie som en giftfri blødgører, vil dens udviklingsudsigter være meget bred . Derfor bør de indenlandske relevante produktionsvirksomheder fremskynde de teknologiske fremskridt, forbedre industrialiseringen af epoxyolieproduktionsteknologien, reducere produktionsomkostningerne, forbedre produkternes kvalitet, for at imødekomme plastforarbejdningsindustrien til brug for højkvalitets multifunktionelle blødgøringsbehov, for at sikre at opnå større økonomiske fordele.