Odată cu dezvoltarea rapidă a industriei plastice, cererea de plastifiant este din ce în ce mai mare. În același timp, în ultimii ani, odată cu creșterea gradului de conștientizare a populației cu privire la protecția mediului, aditivii din plastic au propus, de asemenea, o cerință de sănătate mai ridicată. Deoarece esteri de ftalat plastifiant utilizați în mod obișnuit au un risc potențial carcinogen, este un punct fierbinte pentru a dezvolta un nou plastifiant netoxic. Uleiul de soia epoxidic este un plastifiant netoxic nou dezvoltat, care are o perspectivă largă în materialele plastice, în special în prelucrarea clorurii de polivinil.
Proprietăți și aplicații ale uleiului de soia epoxidic
Uleiul de soia epoxidic este un produs chimic fabricat prin tratarea cu peroxid a uleiului de soia rafinat, denumirea engleza este epoxidizata-beanoil (ESO), formula moleculara c57h98o12, greutatea moleculara este de aproximativ 1000. La temperatura camerei pentru lichid vâscos, flux Punct-1 ℃, punct de fierbere 150 ℃ (0.5kPa), puncte de aprindere 310 ℃, vâscozitate 325mpa? (25 ℃), indicele de refracție 1.4713 (25 ℃). Solubil în hidrocarburi, cetone, esteri, alcooli avansați și alți solvenți organici. Puțin solubil în etanol, insolubil în apă.
Ulei de soia epoxidic datorită rezistenței sale ridicate la căldură, a luminii, permeabilității reciproce, a temperaturii scăzute și a durității, și a volatilității scăzute, fără toxicitate, astfel încât aplicația este destul de extinsă, în special pentru plastifiantul pentru materiale plastice și materiale plastice. Uleiul de soia epoxidic este utilizat pe scară largă în procesarea PVC-ului. Grupul epoxidic poate prinde radicalul liber prin degradarea PVC-ului, poate termina reacția radicalilor liberi de degradare a PVC-ului, încetinește viteza de degradare, îmbunătățește rezistența la lumină, rezistență la căldură și rezistența la ulei a produselor din PVC și dă bunuri mecanice bune , rezistența la intemperii și proprietățile electrice. Nu numai că are efect de plastifiere pe clorură de polivinil, ci poate și să creeze un atom de clor activ în lanțul de clorură de polivinil stabil și să poată absorbi rapid HCL care este degradat de căldură și lumină, blocând astfel descompunerea continuă a clorurii de polivinil și stabilizând functia. În filmele agricole, tuburile din PVC în aer liber și produsele de cablu pentru a adăuga ulei de soia epoxidic, pot face rezistența la căldură a produsului, toleranța la lumină și rezistența la intemperii. În plus, compatibilitatea uleiului de soia epoxidic cu PVC este foarte bună, poate fi rapid dispersată rapid în sistemul PVC, slăbind astfel forța dintre macromoleculele din PVC, crescând activitatea între molecule. În procesul de prelucrare a PVC-ului, atâta timp cât utilizarea unei cantități mici de ulei de soia epoxidic va reduce consumul de energie de procesare, va îmbunătăți viteza de procesare, va îmbunătăți condițiile de funcționare, va îmbunătăți calitatea suprafeței produsului, va reduce costurile, va îmbunătăți eficiența economică rol. Uleiul epoxid de soia și plastifiantul de poliester pot reduce migrarea plastifiantului din poliester. Are un efect sinergie bun atunci când este utilizat cu stabilizator de săruri de metale cum ar fi cadmiu și zinc. Utilizarea acestui produs poate fi adecvată pentru a reduce cantitatea de alți plastifianți, stabilizatori și lubrifianți. Acest produs se aplică tuturor tipurilor de produse din PVC, sticle transparente, cutii transparente, o varietate de materiale de ambalare a produselor alimentare, produse medicale "sac de transfuzie de sânge", o varietate de filme, foi, tuburi, sigilii frigorifice, echipamente de refrigerare și autovehicule utilizate în garnituri, piele artificiala, piele etajata, tapet plastic, sarma si cablu si alte produse din plastic de uz zilnic, dar si pentru cerneluri speciale, Stabilizator lichid compozit. PVC produse din plastic în aer liber, impermeabil membrana, uși și ferestre din plastic, autocolante tapet, folie de plastic și așa mai departe trebuie să utilizeze ulei de soia epoxidice, pentru a se asigura că produsele netoxice, transparente, căldură, temperatură scăzută, înăsprirea, anti- pe. În plus, datorită uleiului de soia epoxid netoxic, pot fi de asemenea utilizate ca materiale de ambalare a produselor alimentare, jucării și materiale de decorare acasă, cum ar fi aditivi.
Metoda de fabricare a a 2 uleiuri de soia epoxidice
În prezent, principalele metode de producție a uleiului de soia epoxidic sunt metoda solventului și metoda fără solvent, principalele metode de producție fiind oxidarea acidului peracetic, cataliza rășinii schimbătoare de ioni, cataliza sulfatului de aluminiu, oxidarea acidului peracetic și metoda oxidării catalitice prin transfer de fază.
2.1 Metoda de oxidare a acidului peracetic
Procedeul ia benzenul ca solvent, acidul sulfuric ca catalizator, acidul formic și peroxidul de hidrogen pentru a produce acid peracetic în prezența acidului sulfuric și epoxidarea uleiului de soia pentru a produce uleiul epoxid de soia. Uleiul de soia, acidul formic, acidul sulfuric și benzenul sunt introduse în vasul de reacție în conformitate cu un anumit raport de dozare, amestecând și amestecând în mod egal. Conținutul de 40% (WT) de peroxid de hidrogen este adăugat încet la agitare. În timpul procesului de picurare, temperatura de reacție este controlată de apa de răcire și de accelerația de reglare a picăturilor. După ce se adaugă peroxidul de hidrogen, amestecând o perioadă de timp și astfel temperatura temperaturii materialului din apa de răcire nu crește sau chiar o ușoară picătură, puteți opri agitarea. Apoi, stratificarea statică, stratul superior pentru stratul de ulei, conținând produse și benzen, stratul inferior de apă reziduală. După separarea apei reziduale, apa se neutralizează și se spală cu 2% -5% lichid de sodiu diluat și apoi se spală la neutru. După separarea apei, stratul de ulei este distilat, amestecul de benzen și apă este separat prin condensare, iar 80% benzen poate fi reciclat. Lichidul fierbătorului este decomprimat și apoi produsul finit este filtrat prin presiune. Procesul are o viteză rapidă de reacție și o temperatură scăzută, dar procesul este lung și complex, calitatea produsului este instabilă, valoarea epoxidică este de aproximativ 5%, costul de producție este ridicat, echipamentul este mare, tratamentul "cu trei deșeuri" cantitatea este mare, solventul benzen are anumite toxicități. este înlocuită treptat cu metode fără solvent. 2.2 Metoda de oxidare a acidului peracetic
Acidul formic sau acidul acetic și peroxidul de hidrogen reacționează pentru a produce oxidantul inelar sub acțiunea acidului sulfuric catalitic și se adaugă agentul de oxidare a inelului la uleiul de soia într-un anumit interval de temperatură, după terminarea reacției, produsul se obține prin spălare cu alcali , spălarea cu apă și distilarea prin decomprimare. Procesul de producție al acestei metode este scurt, temperatura de reacție este scăzută, timpul de reacție este scurt, produșii secundari sunt puțini, calitatea produsului este ridicată, iar tehnologia de producție a benzenului ca solvent este în esență substituită. Deoarece molecula de acid formic este mai mică decât acidul acetic, viteza de oxidare a acidului peracetic este mai mare decât cea a acidului peracetic, astfel că calitatea produselor produse de acidul formic este puțin mai bună și procesul de reacție este mai scurt. În prezent, majoritatea întreprinderilor de producție utilizează acid formic ca purtător de oxigen activ de epoxidare, utilizarea acidului formic și o parte din descompunerea acidă a monoxidului de carbon produsă de toxicitate. Institutul de Lumină și Inginerie Chimică din Dalian în condiții fără solvent, studiu privind sinteza uleiului de soia epoxidic prin acid peracetic și influența principalelor condiții de reacție asupra epoxidării și ruta tehnică, procesul tehnologic, condițiile tehnologice și calitatea produsului a sintezei uleiului de soia epoxidic prin metoda solventului și metoda fără solvent. Se constată că metoda fără solvenți are avantajele procesului simplu de producție, nu are loc o problemă de recuperare a solvenților, consumul redus de materii prime, ciclul de producție scurt, calitatea produsului atingând nivelul avansat de produse similare interne, rezolvă problema poluării solvenți cu benzen în procesul de producție și îmbunătățește mediul de producție al lucrătorilor. În același timp, Institutul Fujian de Inginerie Chimică în fabrică chimică Zhangzhou, utilizarea fără solvenți un proces de epoxidare în etape, adică peroxid de hidrogen și acid acetic glacial în prezența catalizatorului sub reacția formării acizilor acetici, acidului acetic și a uleiului rafinat de soia pentru obținerea uleiului de soia epoxidic. Aceasta elimină dezavantajele multor etape sintetice ale benzenului ca solvent, acidului sulfuric ca catalizator, costului ridicat al produsului, cantității mari de tratare cu "trei deșeuri" și randament scăzut. Stabilitatea termică a plastifiantului de ulei de soia epoxidic produsă prin procedee fără solvent a fost îmbunătățită în mod evident, iar stabilitatea termică a epoxidului (epoxi) a fost crescută de la 60% -80% din procesul de solvent la mai mult de 95%, în timp ce problemele " deșeuri "și coroziunea conductelor de echipamente au fost depășite. În plus, cercetătorii au descoperit că utilizarea amoniacului diluat-peroxid de hidrogen pentru a rafina țiței poate reduce pierderea de ulei și pentru a face culoarea uleiului rafinat mai bună decât standardul de ulei comestibil; reacția de epoxidare fără catalizator, folosind uree ca component principal al stabilizatorului, timpul de reacție al epoxidării este scurtat, culoarea grosieră este foarte superficială; Folosind spălarea și spălarea de trei ori pentru a îndepărta acizii organici din produsele grosiere, înlocuind procesul de spălare alcalină, poate reduce considerabil emulsificarea și pierderea de produse brute și este benefică pentru stratificarea uleiului-apă în două faze. În prezent, tehnologia a fost utilizată pentru aplicații industriale
Metoda catalitică a 2,3 rășini schimbătoare de ioni
Deși metoda fără solvenți depășește multe deficiențe ale solvenților, are de asemenea dezavantajele stabilității slabe a reacției, valorii epoxidice scăzute a produselor, culorii profunde a produsului, coroziunii echipamentelor și poluării grave a mediului și înlocuirea cu rășină schimbătoare de cationi a acidului sulfuric drept catalizator, acid peracetic sau acid acetic ca oxidant. Procedeul de sinteză a uleiului de soia epoxidic în condiții fără solvent poate depăși aceste dezavantaje. Se adaugă uleiul de soia, rășina schimbătoare de ioni și acidul acetic în vasul de reacție, se încălzește până la 70-80 ℃, se adaugă peroxidul de hidrogen în vasul de reacție în mod egal în 40min, când temperatura crește, apa rece răcește și reacția de conservare a căldurii, 18h. După ce reacția este filtrată, rășina schimbătoare de ioni este îndepărtată, stratul static este separat și faza uleioasă este neutralizată cu soluție saturată de NaCl conținând 2% -3% hidroxid de sodiu la o valoare micro-alcalină (valoarea ph de 8,5-9,0 ) și apoi se purifică cu apă pură până la ioni neutri și fără clor. 30min, izolați stratul inferior. După spălarea mărfurilor grosiere în vasul de distilare, deshidratarea prin distilare prin distilare poate fi realizată din produse de ulei de soia epoxidic. Procesul se caracterizează printr-un proces simplu, un proces de producție scurt, un consum redus de energie, o investiție mai redusă a echipamentului, o producție sigură, o bună calitate a produselor, nu există solvenți toxici, deficiența este timpul ciclului fiind relativ lung. Studiul a constatat că rășina cationică utilizată poate fi refolosită atunci când activitatea catalizatorului a scăzut semnificativ, cu o spălare și răcire cu reflux de etanol 95%, spălare, uscare și apoi pre-tratare cu rășină, apoi a fost restabilită activitatea catalitică a rășinii .
2.4 Metoda de cataliză a sulfatului de aluminiu
Acidul formic și peroxidul de hidrogen reacționează pentru a produce oxidant inelar sub acțiunea catalizatorului sulfat de aluminiu, apoi oxidantul inelic este adăugat la uleiul de soia într-un anumit interval de temperatură, iar uleiul de soia epoxidic este obținut prin spălare cu alcali, spălare și distilare sub vid după reactia. Procesul are o reactivitate ridicată reactivă, o prelucrare ușoară, randamentul poate fi de până la 96%, comparativ cu metoda catalitică a rășinii schimbătoare de cationi, costul catalizatorului este scăzut, deficiența este că catalizatorul trebuie să controleze strict conținutul de fe2 + este prea mare, fe2 + în prezența peroxidului de hidrogen este ușor să acționeze ca un catalizator pentru a accelera Nefavorabil la progresul reacției de epoxidare. În același timp, fe2 + determină de asemenea creșterea temperaturii materialului, dificil de controlat temperatura reacției de epoxidare.
Metoda de oxidare catalitică prin transfer de fază
Institutul de Chimie și Știința Materialelor, Universitatea Shaanxi Normal, Deng Fang etc. în starea de acid carboxilic, ester etilic al acidului acetic ca solvent, hidrogen sulfat de metil trioctil ca catalizator de transfer de fază, ulei de soia epoxidic s-a sintetizat prin epoxidare directă de ulei de soia cu soluție de peroxid de hidrogen 30% (fracție masică). Rezultatele experimentale arată că epoxidarea uleiului de soia poate fi realizată cu succes de peroxidul de hidrogen în starea de acid carboxilic, valoarea epoxidică a produsului fiind de 6,27%, iar valoarea iodului este de 5,80 g / 100 g când soluția ph este 2, temperatura de reacție este de 60 ° C și timpul de reacție este de 7 ore. Această metodă evită formarea de acid în reacție, reduce producția de subproduse și îmbunătățește calitatea produsului. Wuya, Institutul de Chimie și Știința Materialelor, Universitatea Normal Shaanxi, reacția ciclică de oxidare a uleiului de soia a fost realizată cu complexele oxigen-tungsten ca și catalizatori de transfer de fază, iar rezultatele au arătat că temperatura de reacție a fost de 60 ℃, și sarea de 1,2-piridină (CWP) a fost utilizată ca catalizator. Valoarea epoxidică a produsului de reacție a ajuns la 6,4%, iar valoarea iodului a fost de 4,4 g / 100 g. Această reacție nu utilizează acidul peracetic periculos și acidul sulfuric puternic coroziv, produsul obține culoarea superficială, valoarea epoxidică este ridicată, calitatea este bună, dar reutilizarea complexului de oxigen așteaptă încă studii suplimentare.
3 China dezvoltarea de ulei de soia epoxidice și perspectivele de utilizare
Plastifianții utilizați în țara noastră în ultimii ani sunt esterii ftalat. Țările străine datorate pierderii pierderii DBP au fost eliminate, DOP datorat Institutului american pentru cancer (NCI) și al Administrației Alimentare (FDA), care poate provoca cancer, limitând astfel aplicarea sa. Noi cercetări arată că ftalații din mediul înconjurător pentru a scăpa, în organism sau animale vor produce estrogen mimetic, animalele de sex masculin și feminin au efecte. Din punctul de vedere al protecției mediului, producția și aplicarea acesteia vor fi limitate de reglementările de mediu. Uleiul de soia epoxidic, ca aditivi plastici, plastici, stabil din punct de vedere plastic, va provoca din ce în ce mai mult întreprinderilor de producție din industria de prelucrare a plasticului și de producție a plastifiantului. China este bogată în resurse petroliere, mai multe soiuri, în special producția de ulei de soia în fruntea țărilor din întreaga lume, care furnizează materii prime pentru dezvoltarea uleiului de soia epoxidic. În ultimii ani, odată cu dezvoltarea industriei de etilenă din China, producția de rășini de clorură de polivinil s-a dezvoltat rapid, în 2006 capacitatea noastră de producție de clorură de polivinil a ajuns la 10.99 milioane tone, producția a ajuns la 8.641 milioane tone, consumul a ajuns la 9.594 milioane tone, capacitatea de producție din 2010 este de așteptat să ajungă la aproximativ 14 milioane de tone, Cererea va ajunge la aproximativ 12,5 milioane de tone, atunci cererea pentru plastifianți va crește, de asemenea, în mod semnificativ, iar uleiul de soia epoxidic ca plastifiant netoxic, perspectivele sale de dezvoltare vor fi foarte largi . Prin urmare, întreprinderile de producție naționale relevante ar trebui să accelereze progresul tehnologic, să îmbunătățească industrializarea tehnologiei de producere a uleiului de soia epoxidic, să reducă costurile de producție, să îmbunătățească calitatea produselor, să satisfacă industria de prelucrare a plasticului pentru nevoi plasticificatoare de înaltă calitate, multifuncționale pentru a obține beneficii economice mai mari.