Med den snabba utvecklingen av plastindustrin är efterfrågan på mjukgörare mer och mer. Samtidigt har de senaste åren, med ökningen av människors medvetenhet om miljöskydd, även plastadditiver lagt fram högre hälsokrav. Eftersom de vanligen använda mjukningsmedletftalatestrarna har potentiell cancerframkallande risk är det en hetpunkt för att utveckla ny icke-toxisk mjukgörare. Epoxi sojabönolja är en nyutvecklad, icke-toxisk mjukgörare, som har en bred utsiktsförmåga i plast, speciellt vid behandling av polyvinylklorid.
Egenskaper och tillämpningar av epoxi sojabönolja
Epoxi sojabönolja är en kemisk produkt som framställs genom användning av peroxidbehandling av raffinerad sojabönolja, det engelska namnet Epoxidizedsoy-beanoil (ESO), molekylformeln c57h98o12, molekylvikten är ca 1000. Vid rumstemperatur för ljusgul viskös oljeliknande vätska, flöde Punkt-1, kokpunkt 150, (0,5 kPa), antändningspunkter 310, viskositet 325mpa (25), brytningsindex 1,4713 (25 ° C). Lösligt i kolväten, ketoner, estrar, avancerade alkoholer och andra organiska lösningsmedel. Lite lösligt i etanol, olösligt i vatten.
Epoxi-sojabönolja på grund av sin goda värmebeständighet, ljus, ömsesidig permeabilitet, låg mjukhet och seghet och låg volatilitet, ingen toxicitet, så är applikationen ganska omfattande, särskilt för mjukningsmedel och läkemedel för plastförpackningsmaterial. Epoxi sojabönolja används ofta i PVC-bearbetning. Epoxigruppen kan fälla fritt radikaler cl genom PVC-nedbrytning, avsluta friradikalreaktionen av PVC-nedbrytning, sakta ner nedbrytningshastigheten, förbättra PVC-produktens ljus, värmebeständighet och oljebeständighet och ge produkterna god mekanisk hållfasthet , väderleksförmåga och elektriska egenskaper. Det har inte bara mjukgörande effekt på polyvinylklorid, men kan också göra den aktiva kloratomen i kedjan av polyvinylklorid stabil och kan snabbt absorbera HCL som försämras av värme och ljus och därmed blockerar kontinuerlig sönderdelning av polyvinylklorid och stabiliserande funktionen. I jordbruksfilmer, utomhus PVC-rör och kabelprodukter för att tillsätta epoxi-sojabönolja kan produkten göra värmebeständighet, ljustolerans och bra väderbeständighet. Dessutom är kompatibiliteten hos epoxi-sojabönolja med PVC mycket bra, kan snabbt jämnt dispergeras i PVC-systemet, vilket försvagar kraften mellan PVC-makromolekyler, ökar aktiviteten mellan molekyler. I processen med PVC-bearbetning, så länge användningen av en liten mängd epoxi-sojabönolja kommer att minska processens energiförbrukning, förbättra bearbetningshastigheten, förbättra driftsförhållandena, förbättra produktens ytkvalitet, minska kostnaderna, förbättra ekonomisk effektivitet spela positivt roll. Epoxi sojabönolja och polyestermjukgörare kan minska migreringen av polyestermjukgörare. Den har god synergistisk effekt när den används med metallsaltsstabilisator såsom kadmium och zink. Användningen av denna produkt kan vara lämplig för att minska mängden andra mjukgörare, stabilisatorer och smörjmedel. Denna produkt är tillämplig på alla typer av PVC-produkter, genomskinliga flaskor, genomskinliga lådor, olika livsmedelsförpackningsmaterial, medicinska produkter "blodtransfusionspåse", en mängd olika filmer, lakan, rör, kyltätningar, kylutrustning och motorfordon som används i packningar, konstläder, golvläder, plast tapeter, tråd och kabel och andra plastprodukter för daglig användning, men även för specialfärger, Liquid Composite Stabilizer. PVC Utomhus plastprodukter, vattentätt membran, plastdörrar och fönster, klistermärken, plastfilm och så vidare måste använda epoxi sojabönolja för att säkerställa att produkterna är giftfria, transparenta, värme, låga temperaturer, hårdhet, anti-aging och så vidare på. Dessutom kan på grund av den giftfria epoxysoppaoljan även användas som livsmedelsförpackningsmaterial, leksaker och heminredningsmaterial, såsom tillsatser.
Produktionsmetod för 2 epoxi sojabönolja
För närvarande är de huvudsakliga produktionsmetoderna för epoxi-sojabönolja lösningsmedelsmetod och lösningsmedelsfri metod. De huvudsakliga produktionsmetoderna är perättiksyraoxidation, jonbytarhartskatalys, aluminiumsulfatkatalys, perättiksyraoxidation och fasöverföringskatalytisk oxidationsmetod.
2.1 Perättiksyraoxidationsmetod
Processen tar bensen som lösningsmedel, svavelsyra som katalysator, myrsyra och väteperoxid för att producera perättiksyra i närvaro av svavelsyra och epoxidering av sojabönolja för framställning av epoxi-sojabönolja. Sojabönolja, myrsyra, svavelsyra och bensen sätts in i reaktionskärlet i enlighet med ett visst doseringsförhållande, omröres och blandas jämnt. 40% (WT) -halten av väteperoxid sättes långsamt till omrörningen. Under droppprocessen styrs reaktionstemperaturen av kylvattnet och justeringsfallets acceleration. Efter att väteperoxiden har tillsatts, omröring under en tidsperiod, så ökar inte materialtemperaturen i kylvattnet, eller till och med en liten droppe, du kan sluta omröra. Därefter statisk stratifiering, det övre lagret för oljelagret, innehållande produkter och bensen, det undre lagret av avfallssyrat vatten. Efter att syresyran separerats, neutraliseras oljeskiktet och tvättas med 2% -5% utspädd sodavätska och tvättas sedan till neutral. Efter vattenseparation destilleras oljeskiktet, blandningen av bensen och vatten separeras genom kondensation och 80% bensen kan återvinnas. Vätskan i vattenkokaren dekomprimeras och sedan filtreras den färdiga produkten genom tryck. Processen har snabb reaktionshastighet och låg temperatur, men processen är lång och komplex, produktkvaliteten är instabil, epoxivärdet är ca 5%, produktionskostnaden är hög, utrustningen är många, "treavfall" -behandlingen kvantiteten är stor, lösningsmedlet bensen har viss toxicitet. ersätts gradvis med lösningsmedelsfria metoder. 2.2 Perättiksyraoxidationsmetod
Myrsyra eller ättiksyra och väteperoxid reagerar för att producera ringoxidanten under verkan av katalysatorsvavelsyra och tillsätta ringoxidationsmedlet till sojabönolja inom ett visst temperaturområde, efter att reaktionen är färdig erhålles produkten genom alkalisk tvättning , vattentvätt och dekompressionsdestillation. Produktionsprocessen för denna metod är kort, reaktionstemperaturen är låg, reaktionstiden är kort, biprodukterna är få, produktkvaliteten är hög och produktionstekniken för bensen som lösningsmedel är i grunden substituerad. Eftersom myrsyra-molekylen är mindre än ättiksyra är oxidationshastigheten av perättiksyra högre än den för perättiksyra, så kvaliteten på produkterna som produceras av myrsyra är något bättre och reaktionsprocessen är kortare. För närvarande använder de flesta tillverkningsföretag myrsyra som epoxidationsaktiv syrebärare, användningen av myrsyra och en del av syredbrytningen av kolmonoxid som produceras av toxiciteten. Dalian Institute of Light och Kemiteknik under de lösningsmedelsfria förhållandena, studera syntesen av epoxi-sojabönolja genom perättiksyra och påverkan av de huvudsakliga reaktionsbetingelserna på epoxideringen och den tekniska vägen, teknologisk process, tekniska förhållanden och produktkvalitet av syntesen av epoxi-sojabönolja genom lösningsmedelsmetod och lösningsmedelslös metod jämförs. Det har visat sig att lösningsmedelsfri metod har fördelarna med en enkel produktionsprocess, inget lösningsmedelsåtervinningsproblem, låg råmaterialförbrukning, kort produktionscykel, produktkvalitet som når den avancerade nivån av inhemska liknande produkter, löser problemet med bensenlösningsmedelsförorening i produktionsprocessen och förbättrar arbetarnas produktionsmiljö. Samtidigt har Fujian-institutet för kemiteknik i Zhangzhou-kemiska anläggningen användning av lösningsmedelsfri epoxidationsprocess i ett steg, dvs väteperoxid och isättiksyra i närvaro av katalysatorn under reaktion av bildningen av ättiksyra, ättiksyra och raffinerad sojabönolja-reaktion för att få epoxi-sojabönolja. Det övervinner nackdelarna med många syntetiska steg av bensen som lösningsmedel, svavelsyra som katalysator, hög produktkostnad, stor mängd behandling med "tre avfall" och lågt utbyte. Den termiska stabiliteten hos epoxi-sojabönoljepolymerisatorn framställd genom lösningsmedelsfri process förbättrades självklart och den termiska stabiliteten hos epoxi (epoxi) ökades från 60% -80% lösningsmedelsprocess till mer än 95%, medan problemen med "tre avfall "korrosion föroreningar och utrustning pipeline övervinnades. Dessutom fann forskarna att användningen av utspädd ammoniak-väteperoxid för att förfina råoljan kan minska förlusten av olja och göra den raffinerade oljebalansen bättre än standard för ätbar olja. epoxideringsreaktion utan katalysator, med användning av karbamid som huvudkomponent i stabilisatorn, epoxideringsreaktionstiden förkortas, grov färg är mycket grund; Genom att använda tre gånger tvättning och tvättning för att avlägsna de organiska syrorna i de grova produkterna, som ersätter alkalisk tvättningsprocessen, kan det emellertid reduceras emulgeringen och förlusten av råa produkter avsevärt och är fördelaktigt för stratifieringen av tvåvattens oljevatten. För närvarande har tekniken använts för industriella applikationer
Katalytisk metod för 2,3 jonbytarhartser
Fastän den lösningsmedelsfria metoden övervinner många brister hos lösningsmedlen har den också nackdelarna med dålig reaktionsstabilitet, lågt epoxivärde av produkter, djup produktkvalitet, korrosion av utrustning och allvarlig miljöförorening och ersättning av katjonbytarharts för svavelsyra som katalysator, perättiksyra eller ättiksyra som oxidant. Processen att syntetisera epoxi-sojabönolja under lösningsmedelsfria betingelser kan övervinna dessa nackdelar. Tillsätt sojabönolja, jonbytarharts och ättiksyra i reaktionskärlet, värm upp till 70-80 ° C, tillsätt väteperoxid i reaktionskärlet jämnt på 40 minuter, när temperaturen stiger kyls det kalla vattnet och värmebehandlingsreaktionen 12- 18h. Efter det att reaktionen har filtrerats avlägsnas jonbytarhartset, det statiska skiktet separeras och oljefasen neutraliseras med den mättade NaCl-lösningen innehållande 2% -3% natriumhydroxid till ett mikroalkaliskt (pH-värde av 8,5-9,0 ) och renas sedan med rent vatten till neutrala och klorfria joner. 30min, isolera det undre skiktet. Efter tvättning av grova varor i destillationskärlet kan dekompressionsdestillationsdehydrering tillverkas av epoxi-sojabönaoljeprodukter. Processen kännetecknas av enkel process, kort produktionsprocess, låg energiförbrukning, mindre utrustning investering, säker produktion, god kvalitet på produkter, inga giftiga lösningsmedel, bristen är cykeltiden är relativt lång. Studien visade att det använda katjoniska hartset kan återanvändas, då katalysatorns aktivitet sjönk signifikant, med 95% etanol återflödesvätska och återhämtningsharts 2 timmar, tvättning, torkning och sedan hartsförbehandlingen, återhärdades den katalytiska aktiviteten hos hartset .
2.4 Aluminiumsulfatkatalysmetod
Myrsyra och väteperoxid reagerar för att producera ringoxidant under verkan av katalysatorn Aluminiumsulfat, sedan tillsätts ringenoxidanten till sojabönolja inom ett visst temperaturintervall och epoxi-sojabönoljan erhålles genom alkalisk tvättning, tvättning och vakuumdestillation efter Reaktionen. Processen har hög reaktivaktivitet, enkel bearbetning, utbytet kan vara så högt som 96%, jämfört med katjonbytarharts katalytisk metod, är katalysatorns kostnad låg, bristen är att katalysatorn behöver strikt kontrollera innehållet av fe2 +, järninnehåll är för hög, fe2 + i närvaro av väteperoxid är lätt att verka som en katalysator för att accelerera otillfredsställande för framstegen i epoxideringsreaktionen. Samtidigt medför fe2 + också att materialtemperaturen stiger kraftigt, svår att kontrollera epoxideringsreaktionstemperaturen.
2,5 fasöverföring Katalytisk oxidationsmetod
Institutet för kemi och materialvetenskap, Shaanxi Normal University, Deng Fang, etc. i skick utan karboxylsyra, ättiksyraetylester som lösningsmedel, metyltrioktylvätesulfat som fasöverföringskatalysator, epoxi-sojabönolja syntetiserades genom direkt epoxidering av sojabönolja med 30% (massfraktion) väteperoxidlösning. De experimentella resultaten visar att epoxidationen av sojabönolja framgångsrikt kan uppnås med väteperoxid i tillståndet utan karboxylsyra, epoxivärdet för produkten är 6,27% och jodvärdet är 5,80 g / 100 g när lösningen ph är 2, reaktionstemperaturen är 60 ° C och reaktionstiden är 7h. Denna metod undviker bildandet av syra i reaktionen, minskar produktionen av biprodukter och förbättrar produktkvaliteten. Wuya, Institutet för kemi och materialvetenskap, Shaanxi Normal University, genomfördes den cykliska oxidationsreaktionen av sojabönolja med syre-volframkomplexen som fasöverföringskatalysatorer, och resultaten visade att reaktionstemperaturen var 60 ° C, oljegåten var lösningsmedel, och 1,2-pyridinsaltet (CWP) användes som katalysator. Epoxivärdet av reaktionsprodukten uppnådde 6,4% och jodvärdet var 4,4 g / 100 g. Denna reaktion använder inte den farliga perättiksyra och den starka frätande svavelsyran, produkten får färgen att vara grund, epoxivärdet är högt, kvaliteten är bra, men återanvändningen av syrekomplexet väntar fortfarande på ytterligare studier.
3 Kinas epoxi sojabönolja utveckling och utnyttjande utsikter
De mjukningsmedel som används i vårt land de senaste åren är ftalatestrar. Utländska länder på grund av DBP-flyktiga förluster har eliminerats, DOP på grund av Förenta staternas cancerinstitut (NCI) och Food Administration (FDA) föreslog att det kan orsaka cancer, vilket begränsar dess tillämpning. Ny forskning visar att ftalater i miljön att fly, in i kroppen eller djur kommer att producera efterliknande östrogen, de manliga och kvinnliga djuren har effekter. Ur miljösynpunktens synpunkt kommer dess produktion och tillämpning att begränsas av miljöbestämmelser. Epoxi sojabönolja som giftfria, mjukade, stabila plastadditiv, kommer i allt större utsträckning att orsaka plastförädlingsindustrin och mjukningsmedelsproducerande företag av hög oro. Kina är rik på oljeresurser, fler sorter, framför allt sojabönsoljeproduktion i spetsen av länder runt om i världen, vilket ger råvaror för utveckling av epoxi-sojabönolja. Under de senaste åren har utvecklingen av etylenindustrin i Kina utvecklats snabbt, under 2006 har vår produktionskapacitet på polyvinylklorid nått 10,99 miljoner ton, produktionen uppnått 8 641 miljoner ton, förbrukningen nådde 9.594 miljoner ton, produktionskapaciteten 2010 förväntas nå cirka 14 miljoner ton, efterfrågan kommer att nå ca 12,5 miljoner ton, då kommer efterfrågan på mjukgörare också att öka betydligt och epoxi sojabönolja som en giftfri mjukgörare, dess utvecklingsutsikter kommer att vara mycket bred . Därför bör de inhemska relevanta produktionsföretagen påskynda tekniska framsteg, förbättra industrialiseringen av epoxioljaoljeproduktionsteknologi, minska produktionskostnaderna, förbättra produktkvaliteten, för att möta plastförädlingsindustrin för högkvalitativa, multifunktionella mjukgöringsbehov, för att för att få större ekonomiska fördelar.