S rychlým rozvojem plastikářského průmyslu je poptávka po plastifikátoru stále více a více. Současně se v posledních letech zvyšují povědomí lidí o ochraně životního prostředí a plastové přísady také předkládají vyšší zdravotní požadavky. Protože běžně používané plastifikátory ftalátové estery mají potenciální karcinogenní riziko, je to horké místo pro vývoj nového netoxického změkčovadla. Epoxidový sojový olej je nově vyvinutý netoxický plastifikátor, který má široké možnosti v oblasti plastů, zejména při zpracování polyvinylchloridu.
Vlastnosti a aplikace epoxidového sojového oleje
Epoxidový sojový olej je chemický výrobek vyrobený za použití peroxidu v rafinovaném sójovém oleji, anglický název je Epoxidizedsoy-beanoil (ESO), molekulární vzorec c57h98o12, molekulová hmotnost přibližně 1000. Při pokojové teplotě pro světle žlutou viskózní olejovitou kapalinu, průtokový bod-1 ℃, teplota varu 150 ℃ (0,5kPa), bod zapálení 310 ℃, viskozita 325mpa? s (25 ℃), index lomu 1,4713 (25 ℃). Rozpustné v uhlovodících, ketonech, esterich, pokročilých alkoholech a jiných organických rozpouštědlech. Mírně rozpustný v ethanolu, nerozpustný ve vodě.
Epoxidový sojový olej kvůli své dobré tepelné odolnosti, lehké, vzájemné propustnosti, nízké měkkosti a houževnatosti a nízké těkavosti, bez toxicity, takže aplikace je docela rozsáhlé, zejména pro potravinářské a lékové plastové obalové materiály plastifikátor. Epoxidový sojový olej je široce používán při zpracování PVC. Epoxidová skupina může zachycovat degradaci volných radikálů z PVC, ukončit volnou radikálovou reakci degradace PVC, zpomalit rychlost degradace, zlepšit odolnost výrobků z PVC vůči světlu, odolnost proti teplu a olejům a zajistit dobré mechanické pevnosti , odolnost vůči povětrnostním vlivům a elektrické vlastnosti. Má nejen plastifikační účinek na polyvinylchlorid, ale může také činit aktivní řetězec chloru v řetězci polyvinylchloridu stabilní a může rychle absorbovat HCL, který se degraduje teplem a světlem, čímž blokuje kontinuální rozklad polyvinylchloridu a stabilizuje funkce. V zemědělských filmech, otevřené PVC trubky a kabelové výrobky pro přidávání epoxidového sojového oleje mohou odolat tepelné odolnosti, toleranci světla a dobré odolnosti vůči povětrnostním vlivům. Navíc kompatibilita epoxidového sojového oleje s PVC je velmi dobrá, může se rychle rovnoměrně rozptýlit v systému PVC, čímž se oslabuje síla mezi PVC makromolekulami, zvyšuje se aktivita mezi molekulami. V procesu zpracování PVC, pokud použití malého množství epoxidového sojového oleje sníží spotřebu energie při zpracování, zvýší rychlost zpracování, zlepší provozní podmínky, zlepší kvalitu povrchu výrobku, sníží náklady, zlepší ekonomickou efektivitu, bude mít pozitivní role. Epoxidový sojový olej a polyesterový plastifikátor mohou snížit migraci polyesterového změkčovadla. Má dobrý synergický účinek při použití s stabilizátory kovových solí, jako je kadmium a zinek. Použití tohoto produktu může být vhodné ke snížení množství dalších plastifikátorů, stabilizátorů a maziva. Tento výrobek se týká všech druhů produktů z PVC, průhledných lahví, průhledných krabiček, různých obalových materiálů pro potraviny, zdravotnických výrobků, krevní transfuzní sáčky, různých fólií, plechů, trubek, chladicích ucpávek, chladicích zařízení a motorových vozidel používaných v těsnění, umělá kůže, podlahová kůže, plastové tapety, dráty a kabely a další plastové výrobky pro každodenní použití, ale také pro speciální inkousty, kapalný kompozitní stabilizátor. PVC Venkovní plastové výrobky, vodotěsné membrány, plastové dveře a okna, nálepky tapety, plastové fólie atd. Musí používat epoxidový sojový olej, aby se zajistilo, že produkty netoxické, průhledné, teplo, nízkoteplotní, tvrzené, na. Navíc díky netoxickému epoxidovému sójovému oleji mohou být také použity jako obalové materiály pro potraviny, hračky a materiály pro domácí dekoraci, jako jsou přísady.
Způsob výroby 2 epoxidových sojových olejů
V současné době jsou hlavními způsoby výroby epoxidového sojového oleje rozpouštědlová metoda a metoda bez rozpouštědel, hlavními způsoby výroby jsou oxidace kyseliny peroctové, katalýza iontoměničové pryskyřice, katalýza síranu hlinitého, oxidace kyseliny peroctové a metoda katalytické oxidace fázového přenosu.
2.1 Oxidační metoda kyseliny peroctové
Způsobem je benzen jako rozpouštědlo, kyselina sírová jako katalyzátor, kyselina mravenčí a peroxid vodíku za vzniku kyseliny peroctové v přítomnosti kyseliny sírové a epoxidace sójového oleje za vzniku epoxidového sojového oleje. Sójový olej, kyselina mravenčí, kyselina sírová a benzen se vloží do reakční nádoby podle určitého poměru dávkování, rovnoměrně se míchá a míchá. Do míchání se pomalu přidá 40% (WT) obsah peroxidu vodíku. Během odkapávání je reakční teplota řízena chladící vodou a nastavením zrychlení pádu. Po přidání peroxidu vodíku, míchání po určitou dobu, a tak teplota materiálu v chladicí vodě nezvyšuje nebo dokonce mírně poklesne, můžete přestat míchat. Statická stratifikace, horní vrstva pro olejovou vrstvu, obsahující produkty a benzen, spodní vrstva odpadní kyselé vody. Po oddělení odpadní kyselé vody se olejová vrstva neutralizuje a promyje 2% -5% zředěnou soda a pak se promyje do neutrální polohy. Po oddělení vody se olejová vrstva destiluje, směs benzenu a vody se oddělí kondenzací a může se recyklovat 80% benzenu. Kapalina konvice se dekomprimuje a pak se konečný produkt filtruje tlakem. Proces má rychlou reakční rychlost a nízkou teplotu, ale proces je dlouhý a složitý, kvalita produktu je nestabilní, hodnota epoxidů je asi 5%, výrobní náklady jsou vysoké, vybavení je mnoho, zařízení "tří odpadů" množství je velké, benzen rozpouštědla má určitou toxicitu. se postupně nahrazuje metodami bez rozpouštědel. 2.2 Oxidační metoda kyseliny octové
Kyselina mravenčí nebo kyselina octová a peroxid vodíku reagují za vzniku kruhového okysličovadla působením katalyzátoru na bázi kyseliny sírové a přidáním kruhového oxidačního činidla na sójový olej v určitém teplotním rozmezí po ukončení reakce se produkt získá alkalickým promytím , mytí vodou a dekompresní destilace. Způsob výroby tohoto způsobu je krátký, reakční teplota je nízká, doba reakce je krátká, vedlejší produkty jsou málo, kvalita produktu je vysoká a výrobní technologie benzenu jako rozpouštědla je v zásadě nahrazena. Vzhledem k tomu, že molekula kyseliny mravenčí je menší než kyselina octová, je rychlost oxidace kyseliny peroctové vyšší než kyselina peroctová, takže kvalita produktů vyrobených kyselinou mravenčí je o něco lepší a reakční proces je kratší. V současné době většina výrobních podniků používá kyselinu mravenčí jako aktivní nosič kyslíku pro epoxidaci, použití kyseliny mravenčí a částečný kyselý rozklad oxidu uhelnatého produkovaného toxicitou. Dalianský institut světla a chemického inženýrství v podmínkách bez rozpouštědel, studie syntézy epoxidového sojového oleje kyselinou peroctovou a vliv hlavních reakčních podmínek na epoxidaci a technická cesta, technologický proces, technologické podmínky a kvalita výrobku syntézy epoxidového sojového oleje metodou rozpouštědla a bez rozpouštědla. Bylo zjištěno, že metoda bez rozpouštědel má výhody jednoduchého výrobního procesu, problém s obnovou rozpouštědla, nízká spotřeba surovin, krátký výrobní cyklus, kvalita výrobků dosahující pokročilé úrovně domácích podobných výrobků, řeší problém benzenového znečištění rozpouštědly výrobního procesu a zlepšuje výrobní prostředí pracovníků. Zároveň Fujian Institute chemického inženýrství v chemické závodu Zhangzhou, použití bezrozpouštědlový jednokrokový epoxidační proces, tj. Peroxid vodíku a ledová kyselina octová za přítomnosti katalyzátoru pod reakcí formace kyseliny octové, kyseliny octové a rafinovaného sójového oleje, aby se získal epoxidový sojový olej. Překonává nevýhody mnoha syntetických stupňů benzenu jako rozpouštědla, kyseliny sírové jako katalyzátoru, vysoké náklady na výrobek, velké množství zpracování "tří odpadů" a nízký výtěžek. Tepelná stabilita epoxidového plastifikátoru sójového oleje vyráběného procesem bez rozpouštědel se zřetelně zlepšila a tepelná stabilita epoxidu (epoxidu) se zvýšila z 60% až 80% procesu rozpouštědla na více než 95%, zatímco problémy "tří znečištění odpadů a korozi potrubí zařízení bylo překonáno. Navíc výzkumníci zjistili, že použití zředěného amoniaku a peroxidu vodíku k úpravě ropy může snížit ztrátu oleje a zlepšit barvu rafinovaného oleje, než je standard pro jedlý olej. epoxidační reakce bez katalyzátoru, s použitím močoviny jako hlavní složky stabilizátoru, doba zkracování epoxidační reakce, hrubá barva je velmi mělká; Použitím třikrát promývání a mytí, aby se odstranily organické kyseliny v hrubých produktech, a nahradit proces mytí alkalickým mycím prostředkem, může výrazně snížit emulgaci a ztrátu surovin a je přínosem pro stratifikaci dvoufázové olejové vody. V současné době se tato technologie používá pro průmyslové aplikace
Katalytická metoda 2,3 ionexových pryskyřic
Přestože metoda bez rozpouštědel překonává mnoho nedostatků rozpouštědel, má také nevýhody špatné reakční stability, nízké hodnoty epoxidových produktů, hluboké barvy produktu, korozi zařízení a vážného znečištění životního prostředí a nahrazení kationtoměničové pryskyřice kyselinou sírovou jako katalyzátor, kyselina peroctová nebo kyselina octová jako oxidant. Způsob syntézy epoxidového sojového oleje za podmínek bez rozpouštědla může tyto nevýhody překonat. Do reakční nádoby přidejte sojový olej, iontoměničovou pryskyřici a kyselinu octovou, zahřejte na teplotu 70-80 ° C, přidávejte vodík v reakční nádobě rovnoměrně po 40minutu, když teplota stoupá, ochlazená studená voda a reakce na uchování tepla 12- 18h. Po odfiltrování reakční směsi se iontoměničová pryskyřice odstraní, statická vrstva se oddělí a olejová fáze se neutralizuje nasyceným roztokem chloridu sodného obsahujícího 2% až 3% hydroxidu sodného na mikro-alkalickou (pH hodnota 8,5-9,0 ) a pak se čistí čistou vodou na neutrální a chlorové ionty. 30min, izolujte spodní vrstvu. Po umytí hrubého zboží do destilační nádoby může být dehydratace dekompresní destilace vyrobena z produktů epoxidového sojového oleje. Proces je charakterizován jednoduchým procesem, krátkým výrobním procesem, nízkou spotřebou energie, nižšími investicemi do zařízení, bezpečnou výrobou, kvalitou výrobků, bez toxických rozpouštědel, nedostatkem je doba cyklu relativně dlouhá. Studie zjistila, že použitá kationtová pryskyřice může být opětovně použita, když aktivita katalyzátoru výrazně poklesla, 95% etanolu se refluxovalo, promývací a regenerační pryskyřice 2 hodiny, promývání, sušení a pak předběžná úprava pryskyřice, pak byla obnovena katalytická aktivita pryskyřice .
2.4 Metoda katalýzy síranem hlinitým
Kyselina mravenčí a peroxid vodíku reagují za vzniku kruhového okysličovadla za působení katalyzátoru Síran hlinitý, potom se kruhový oxidant přidává k sojovému oleji v určitém teplotním rozmezí a epoxidový sojový olej se získá alkalickým promytím, promytím a vakuovou destilací po reakce. Proces má vysokou reaktivní aktivitu, snadné zpracování, výtěžek může být až 96%, v porovnání s katalytickou metodou kationtové výměnné pryskyřice, náklady na katalyzátor jsou nízké, nedostatek je, že katalyzátor musí přísně kontrolovat obsah fe2 +, obsah železa je příliš vysoká, fe2 + v přítomnosti peroxidu vodíku je snadné působit jako katalyzátor k urychlení Nepříznivé k průběhu epoxidační reakce. Současně také způsobuje, že teplotní teplota materiálu výrazně stoupá, což je obtížné regulovat reakční teplotu epoxidace.
2.5 fázový přenos Katalytická oxidační metoda
Ústav chemie a vědy o materiálech, Shaanxi Normal University, Deng Fang atd. Ve stavu bez karboxylové kyseliny, ethylesteru kyseliny octové jako rozpouštědla, methyl-trioktylhydrogensulfát jako katalyzátor fázového přenosu, epoxidový sojový olej byl syntetizován přímou epoxidací sójového oleje s 30% (hmotnostní frakce) roztoku peroxidu vodíku. Experimentální výsledky ukazují, že epoxidace sójového oleje může být úspěšně dosažena peroxidem vodíku ve stavu bez karboxylové kyseliny, epoxidová hodnota produktu je 6,27% a jódová hodnota je 5,80 g / 100 g, jestliže roztok ph je 2, reakční teplota je 60 ° C a doba reakce je 7 hodin. Tato metoda zabraňuje tvorbě kyseliny v reakci, snižuje produkci vedlejších produktů a zlepšuje kvalitu produktu. Wuya, Ústav chemie a materiálové vědy, Shaanxi Normal University, byla cyklická oxidační reakce sójového oleje prováděna s komplexy kyslík-wolfram jako katalyzátory fázového přenosu a výsledky ukázaly, že reakční teplota byla 60 ° C, a jako katalyzátor se použila 1,2-pyridinová sůl (CWP). Hodnota epoxidu reakčního produktu dosáhla 6,4% a hodnota jódu byla 4,4 g / 100 g. Tato reakce nepoužívá nebezpečnou kyselinu peroctovou a silnou korozivní kyselinu sírovou, produkt získá barvu jako mělkou, epoxidovou hodnotu je vysoká, kvalita je dobrá, ale opětovné využití kyslíkového komplexu ještě čeká na další studium.
3 Čínský epoxidový vývoj sójového oleje a vyhlídky na jeho využití
Plastifikátory používané v naší zemi v posledních letech jsou estery ftalátů. Zahraniční země byly kvůli ztrátové ztrátě DBP vyloučeny, DOP kvůli americkému Cancer Institute (NCI) a navrženému úřadu pro kontrolu potravin (FDA), který může způsobit rakovinu, a tím omezit její použití. Nové výzkumy ukazují, že ftaláty v prostředí, které uniknou do těla nebo zvířat, produkují mimikální estrogen, mužské a samičí zvířata mají účinky. Z pohledu ochrany životního prostředí bude její výroba a použití omezeny ekologickými předpisy. Epoxidový sojový olej jako netoxický, plastifikovaný a stabilní aditivum z plastu bude stále více způsobovat velké obavy z výroby plastového zpracovatelského průmyslu a výrobců plastifikátorů. Čína je bohatá na ropné zdroje, více odrůd, zejména výrobu sójového oleje v popředí zemí po celém světě, která poskytuje suroviny pro vývoj epoxidového sojového oleje. V posledních letech s rozvojem ethylenového průmyslu v Číně se výroba polyvinylchloridové pryskyřice rychle rozvinula, v roce 2006 naše výrobní kapacita polyvinylchloridu dosáhla 10,99 milionu tun, výroba dosáhla 8,641 milionu tun, spotřeba dosáhla 9,594 milionu tun, očekává se, že výrobní kapacita roku 2010 dosáhne přibližně 14 milionů tun, poptávka dosáhne přibližně 12,5 milionu tun, pak se výrazně zvýší poptávka po plastifikátorů a epoxidový sojový olej jako netoxický změkčovadlo bude mít velmi široké perspektivy . Proto by příslušné domácí výrobní podniky měly urychlit technologický pokrok, zlepšit industrializaci technologie výroby epoxidového sojového oleje, snížit výrobní náklady, zlepšit kvalitu výrobků, splnit průmysl zpracování plastů pro vysoce kvalitní a multifunkční potřeby plastifikátorů, aby získat větší ekonomické výhody.