Plastmassitööstuse kiire arenguga on nõudlus plastifikaatori järele üha enam. Samas on viimastel aastatel keskkonnakaitsest teadlikkusest tõusnud ka plastikust lisaained kõrgemad tervishoiunõuded. Kuna tavaliselt kasutatavad plastifikaatorite ftalaadielemendid on potentsiaalselt kantserogeensed, on see kuum kohapeal, et töötada välja uus mittetoksiline plastifikaator. Epoksü-sojaõli on äsja välja töötatud mittetoksiline Plasticizer, millel on plastist väga lai väljavaated, eriti polüvinüülkloriidi töötlemisel.
Epoksü-sojaõli omadused ja rakendused
Epoksü-sojaõli on keedusaadus, mis on valmistatud rafineeritud sojaõli peroksiidiga töötlemisega. Inglise nimi on epoksüdissoüülbeanoüül (ESO), molekulaarne valem c57h98o12, molekulmass on ligikaudu 1000. Toatemperatuuril helekollase viskoosse õli-sarnase vedeliku korral, voolukiirus-1 ℃, keemistemperatuur 150 ℃ (0,5 kPa), süütepunkt 310 ℃, viskoossus 325 mpa (25 ℃), murdumisnäitaja 1,4713 (25 ℃). Lahustub süsivesinikke, ketoneid, estreid, täiustatud alkohole ja muid orgaanilisi lahusteid. Vees lahustumatu etanoolis, vees lahustumatu.
Epoksü-sojaõli, kuna see on hea kuumakindluse, kerge, vastastikuse läbilaskvuse, väikese pehmuse ja kõvaduse ning vähese volatiilsuse, mürgisuse puudumise tõttu, seepärast on selle kasutamine üsna ulatuslik, eriti plasti fi tseeritavate toiduainete ja ravimite pakendimaterjalide puhul. Epoksü-sojaõli kasutatakse laialdaselt PVC töötlemisel. Epoksürühm võib kinni pidada PVC vabade radikaalide lagunemisest, lõpetada PVC degradeerumise vabade radikaalide reaktsioon, aeglustada lagunemiskiirust, parandada PVC toodete valgust, kuumuskindlust ja õliresistentsust ning anda hea mehaanilise tugevusega tooted , ilmastikukindlus ja elektrilised omadused. See ei ole mitte ainult plastifitseeriv mõju polüvinüülkloriidile, vaid võib samuti muuta aktiivse klooriaatomi polüvinüülkloriidi ahelas stabiilseks ning see võib kiiresti absorbeerida HCL-i, mis laguneb kuumuse ja valguse tõttu, blokeerides seega polüvinüülkloriidi pideva lagunemise ja stabiliseerides funktsioon. Põllumajanduskilpides pakuvad avatud õhu PVC-torusid ja kaabeltooteid epoksü-sojaõli lisamiseks toote soojuslikku vastupidavust, kerget taluvust ja head ilmastikukindlust. Lisaks sellele on epoksü-sojaõli ja PVC ühilduvus väga hea, võib PVC süsteemis kiiresti ühtlaselt hajuda, nõrgestav jõud PVC makromolekulide vahel, suurendab aktiivsust molekulide vahel. PVC töötlemise protsessis, seni, kuni väikese koguse epoksü-sojaõli kasutamine vähendab töötlemisenergia tarbimist, parandab töötlemiskiirust, parandab töötingimusi, parandab toote pinna kvaliteeti, vähendab kulusid, parandab majanduslikku efektiivsust, on positiivne rolli. Epoksü-sojaõli ja polüesterplasti fi kaator võivad polüestrist plastifikaatorit migreeruda. Sellel on hea sünergistlik toime, kui seda kasutatakse metallisoolade stabilisaatoriga nagu kaadmium ja tsink. Selle toote kasutamine võib olla sobiv teiste plastifikaatorite, stabilisaatorite ja määrdeainete hulga vähendamiseks. See on toodetud kõikidele PVC-toodetele, läbipaistvatele pudelitele, läbipaistvatele karpidele, erinevatele toidupakenditele, meditsiinitoodetele "vereülekande kott", mitmesugustele kiledele, lehtedele, torudele, külmikute tihenditele, külmutusseadmetele ja mootorsõidukitele, mida kasutatakse tihendid, tehisnahk, põranda nahk, plastkile, traat- ja kaablikingad ning muud igapäevase kasutusega plastikust tooted, aga ka eriotstarbeliste trükivärvide jaoks, vedelkombineeritud stabilisaator. PVC välistingimustes kasutatavad plasttooted, veekindlad membraanid, plastikust uksed ja aknad, kleebised, plastkile jne peavad kasutama epoksü-sojaõli, et tagada toodete mittetoksiline, läbipaistev, kuumuse, madalatemperatuurne, karedus, vananemisvastane ja nii edasi on Lisaks sellele võib mürgise epoksü-sojaõli tõttu kasutada ka toiduainete pakkematerjale, mänguasju ja kodukaunistust, näiteks lisaaineid.
2 epoksü-sojaõli tootmismeetod
Praegu on epoksü-sojaõli peamised tootmismeetodid lahustite ja lahustiteta meetodid, peamised tootmismeetodid on peräädikhappe oksüdatsioon, ioonvahetuspolümeeri katalüüsi, alumiiniumsulfaadi katalüüsi, peräädikhappe oksüdeerumise ja faasiülekande katalüütilise oksüdatsiooni meetodi.
2.1 Peräädikhappe oksüdatsiooni meetod
Protsess võtab benseeni kui lahustit, väävelhapet katalüsaatorina, sipelghapet ja vesinikperoksiidi, et saada peräädikhapet väävelhappe kohalolekul ja sojaõli epoksüdeerumine epoksü-sojaõli tootmiseks. Reaktsioonikannutisse pannakse sojaõli, sipelghape, väävelhape ja benseen vastavalt teatud annuse suhtele, segatakse ja segatakse ühtlaselt. Segamisel lisatakse aeglaselt vesinikperoksiidi 40% (WT) sisaldus. Veetava protsessi ajal reguleeritakse reaktsioonitemperatuuri jahutusveega ja reguleeritava tilgakiirendusega. Pärast vesinikperoksiidi lisamist segatakse aeglaselt ja nii, et materjali temperatuur jahutusvees ei tõuse või isegi väike tilk, saate segamise peatada. Siis staatiline kihistumine, ülemine kiht õli kihiks, mis sisaldab tooteid ja benseeni, alumine kiht happevesi. Pärast lahustunud happevesi eraldamist neutraliseeritakse õli kiht 2% -5% lahjendatud sooda vedelikuga ja pestakse seejärel neutraalseteni. Pärast vee eraldamist destilleeritakse õlikiht, benseeni ja vee segu eraldatakse kondenseerumisel ja 80% benseenist saab ringlusse võtta. Veekeetja vedelik lahustatakse ja seejärel valmistoode filtreeritakse rõhu all. Protsessil on kiire reageerimiskiirus ja madal temperatuur, kuid protsess on pikk ja keerukas, toote kvaliteet on ebastabiilne, epoksü väärtus on umbes 5%, tootmiskulud on suured, seadmed on palju, kolmetöötlus kogus on suur, on lahusti benseenil teatud mürgisus. on järk-järgult asendatud lahustivaba meetoditega. 2.2 Peroksetaanhappe oksüdatsiooni meetod
Sipelghape või äädikhape ja vesinikperoksiid reageerivad, et saada katalüsaatori väävelhappe toimel tsükli oksüdeerijat, ja lisades tsingi oksüdeerijale sojaoaõli teatud temperatuurivahemikus pärast reaktsiooni lõppemist saadakse toode leelispesu , veekindel ja dekompressiooniga destilleerimine. Selle meetodi tootmisprotsess on lühike, reaktsioonitemperatuur on madal, reaktsiooniaeg on lühike, kõrvalsaadused on vähesed, toote kvaliteet on kõrge ja benseeni kui lahusti tootmistehnoloogia on põhimõtteliselt asendatud. Kuna sipelghappe molekul on äädikhappest väiksem, on peräädikhappe oksüdatsioonimäär kõrgem kui peräädikhappe puhul, seega on sipelghappega toodetud toodete kvaliteet veidi parem ja reaktsiooniprotsess on lühem. Praegu kasutavad enamus tootmisettevõtetes epoksiidide aktiivse hapnikukandjana sipelghapet, sipelghappe kasutamist ja mürgisuse tagajärjel tekkivat süsinikmonooksiidi happelisest lagunemisest. Ligikaudsete tingimuste valguse ja keemiatehnoloogia instituut Dalian, epoksü-sojaõli sünteesi uurimine peräädikhappega ja peamiste reaktsioonitingimuste mõju epoksüdele ning tehniline tee, tehnoloogiline protsess, tehnoloogilised tingimused ja tootekvaliteet epoksü-sojaõli sünteesist lahustite meetodil ja lahustivaba meetodiga. Leitakse, et lahustivaba meetodil on lihtsad tootmisprotsessid, lahustite taastumisprobleemid, tooraine vähene tarbimine, lühike tootmistsükkel, tootekvaliteet, mis jõuab samasuguste kodumaiste toodete kõrgtasemeni, lahendab benseenilahendusreostuse probleemi tootmisprotsessi ja parandab töötajate tootmiskeskkonda. Samal ajal on Fujian Keemiaarengu Instituut Zhangzhou keemiatehases, solvendivaba üheastmelise epoksiidimisprotsessi, see tähendab vesinikperoksiidi ja jää-äädikhappe kasutamine katalüsaatori juuresolekul koostise reaktsioonil äädikhapet, äädikhapet ja rafineeritud sojaõli reaktsiooni, et saada epoksü-sojaõli. See võidab paljude benseeni sünteetiliste etappide puudused lahustidena, väävelhape katalüsaatorina, kõrgete toodete maksumus, suurte koguste "kolme jäätme" töötlemine ja vähene saagis. Ilmselt paranes lahustipõhise protsessi käigus toodetud epoksü-sojaõli plastifikaatori termiline stabiilsus ja epoksü (epoksü) termiline stabiilsus suurenes 60-80% lahustiprotsessist rohkem kui 95%, samas kui probleemid "kolm jäätmed "reostuse ja seadmete torustiku korrosiooni ületanud. Lisaks leidsid teadlased, et lahjendatud ammoniaagi ja vesinikperoksiidi kasutamine toorõli puhastamiseks võib vähendada õli kadu ja muuta rafineeritud õli värv paremini kui söödav õli standard; epoksiidimisreaktsioon ilma katalüsaatorita, stabilisaatori peamise komponendina karbamiid, epoksüdeerimisreaktsiooni aeg lühenenud, jämedine värvus on väga madal; Leelise pesemisprotsessi asendamine, kasutades pesemis- ja pesemisvahendeid kolm korda pesemise ja orgaaniliste hapete eemaldamiseks, võib märkimisväärselt vähendada toorproduktide emulgeerimist ja kadu ning on kasulik õli-vee kihistumisele kahes faasis. Praegu on seda tehnoloogiat kasutatud tööstuslikes rakendustes
2.3 ioonvahetusvaikude katalüütiline meetod
Kuigi lahustipõhine meetod kaotab lahuste hulga puudujäägid, on sellel puudused ka halbade reaktsioonide stabiilsus, toodete madala epoksiidisisalduse, toote sügava värvuse, seadmete korrosiooni ja tõsise keskkonnareostuse ning väävelhappega asendatud katioonvahetusvaigu katalüsaatorina, peräädikhape või äädikhape oksüdeerumisena. Epoksü-sojaõli sünteesiprotsessi lahustivabades tingimustes võib nendest puudustest üle saada. Lisage sojaõli, ioonivahetusvaigu ja äädikhape reageerimiskausturisse, kuumutage kuni 70-80 ° C, lisage vesinikperoksiid reaktsioonikanalis 40 minuti jooksul, kui temperatuur tõuseb, külm vesi jahtub ja soojuse säilitusreaktsioon 12- 18 tundi Pärast reaktsiooni filtreerimist eemaldatakse ioonvahetusvaik, staatiline kiht eraldatakse ja õlifaas neutraliseeritakse küllastunud NaCl lahusega, mis sisaldab 2% -3% naatriumhüdroksiidi, mikro-leeliseliseks (ph väärtus 8,5-9,0 ) ja puhastati puhta veega neutraalsete ja kloorivabade ioonide saamiseks. 30 min, isoleerige alumine kiht. Pärast jämekaupade pesemist destillatsioonikannutisse võib dekompressioonideks destilleerida dehüdratatsiooni epoksü-sojaõli toodetest. Protsessi iseloomustab lihtne protsess, lühike tootmisprotsess, madal energiatarve, vähem seadmeid, turvaline tootmine, toodete kvaliteet, toksiliste lahustite puudumine, puudus on see, et tsükli aeg on suhteliselt pikk. Uuring näitas, et kasutatavat katioonset vaikut saab taaskasutada, kui katalüsaatori aktiivsus oluliselt vähenes, 95% -line etanooli tagasivoolu pesemise ja taastamise vaik 2 tundi, pesemine, kuivatamine ja seejärel vaigu eeltöötlus, seejärel taastati vaigu katalüütiline aktiivsus .
2.4 Alumiiniumsulfaadi katalüüsi meetod
Sipelghape ja vesinikperoksiid reageerivad, et saada katalüsaatori toimel oksüdeerijat, alumiiniumsulfaat, seejärel lisatakse tsükli oksüdeerijat sojaõlisse teatud temperatuurivahemikus ja epoksü-sojaõli saadakse leeliselist pesemist, pesemist ja vaakumdestillatsiooni pärast reaktsioon. Protsessil on kõrge reaktiivvõime, lihtne töötlemine, saagis võib olla kuni 96% võrreldes katioonivahetusvaikude katalüütilise meetodiga, katalüsaatori maksumus on madal, puuduseks on see, et katalüsaator peab rangelt kontrollima fe2 + sisaldust, raua sisaldust on liiga kõrge, fe2 + vesinikperoksiidi juuresolekul on katalüsaator, mis kiirendab epoksüdeerumise reaktsiooni ebasoodsat toimet. Samal ajal põhjustab ka fe2 + materjali temperatuur järsult tõusma, raske on epoksüdeerumise reaktsiooni temperatuuri reguleerida.
2,5-faasiline üleminek Katalüütiline oksüdatsioonimeetod
Keemia- ja materjaliteaduste instituut, Shaanxi Normaalülikool, Deng Fang jne, kui karboksüülhappes, äädikhappe etüülestris lahustina, metüül tri-oktüülvesiniksulfaadina kui faasiülekande katalüsaatorit, epoksü-sojaõli sünteesiti otsese epoksüdeerimise teel sojaõli koos 30% (massiosa) vesinikperoksiidi lahusega. Eksperimentaalsed tulemused näitavad, et sojaõli epoksüdeerumist saab edukalt saavutada vesinikperoksiidiga karboksüülhappe seisundis, toote epoksü väärtus on 6,27% ja joodi väärtus on 5,80 g / 100 g, kui lahuse pH on 2, reaktsioonitemperatuur on 60 ° C ja reaktsiooniaeg on 7 tundi. See meetod hoiab ära reaktsiooni happe moodustumise, vähendab kõrvalsaaduste tootmist ja parandab toote kvaliteeti. Wuya Keemia- ja Materjaliteaduste Instituut, Shaanxi Normaalülikool, sojaoaõli tsükliline oksüdatsioonireaktsioon, mis viidi läbi hapniku-volframkomplekside kui faagiirde katalüsaatoritega ja tulemused näitasid, et reaktsioonitemperatuur oli 60 ° C, õli mõte oli lahusti, ja katalüsaatorina kasutati 1,2-püridiini soola (CWP). Reaktsiooniprodukti epoksü väärtus oli 6,4% ja joodi väärtus oli 4,4 g / 100 g. Selles reaktsioonis ei kasutata ohtlikku peräädikhapet ja tugevat söövitavat väävelhapet, toode saab värvuse olla madal, epoksü väärtus on kõrge, kvaliteet on hea, kuid hapnikukompleksi korduskasutamine on veel oodata edaspidiseks uuringuks.
3 Hiina epoksü-sojaõli arendamise ja kasutamise väljavaated
Meie riikides viimastel aastatel kasutatavad plastifikaatorid on ftalaatestrid. Välisriigid DBP lenduva kaotuse tõttu on kõrvaldatud, Ameerika Ühendriikide Vähiuuringute Instituudi (NCI) ja Toiduameti (FDA) väidetava DOP-i tõttu võib see põhjustada vähktõbe, piirates sellega selle kasutamist. Uued uuringud näitavad, et ftalaadid, mis pääsevad kehasse või loomi põgenema, toodavad müstilist östrogeeni, on meeste ja naiste loomadel mõju. Keskkonnakaitse vaatepunktist piiratakse selle tootmist ja kasutamist keskkonnaalaste õigusaktidega. Epoksü-sojaõli kui mittetoksilised, plastifitseeritud, stabiilsed plastmasslisandid põhjustavad üha enam muret plastikutööstuse ja plastifikaatorite tootmisettevõtted. Hiinal on rikkalikult naftavarusid, rohkem sorte, eriti sojaõli tootmist maailma eri riikide esirinnas, mis pakub tooraineid epoksü-sojaõli tootmiseks. Viimastel aastatel on Hiina polüetüleenitööstuse väljaarendamine kiiresti arenev polüvinüülkloriidvaigu tootmine, 2006. aastal ulatus meie polüvinüülkloriidi tootmisvõimsus 109900000 tonnini, tootmine jõudis 8,641 miljonile tonnile, tarbimine oli 9,594 miljonit tonni, eeldatakse, et 2010. aasta tootmisvõimsus jõuab umbes 14 miljoni tonnini, nõudlus jõuab umbes 12,5 miljoni tonnini, siis suureneb nõudlus plastifikaatorite järele ja epoksü-sojaoa õli kui mittetoksiline plastifikaator, on selle arenguväljavaated väga laiad . Seepärast peaksid siseriiklikud tootmisettevõtted kiirendama tehnoloogilist arengut, parandama epoksü-sojaõli tootmistehnoloogia industrialiseerimist, vähendama tootmiskulusid, parandama toodete kvaliteeti, vastama plasti töötlemise tööstusele kvaliteetsete, multifunktsionaalsete plastifikaatorite vajaduste jaoks, et saada suuremat majanduslikku kasu.