S brzim razvojem plastične industrije, potražnja za plastifikatorom sve je više. Istodobno, posljednjih godina, uz povećanje svijesti ljudi o zaštiti okoliša, plastični aditivi također pokazuju veće zdravstvene uvjete. Budući da se obično koriste ftalatni esteri plastifikatora mogu imati kancerogeni rizik, to je vruća točka za razvoj neotrovnog plastifikatora. Epoksi sojino ulje je novo razvijeni netoksični plastifikator, koji ima široku perspektivu u plastici, posebno u obradi polivinil klorida.
Svojstva i primjena epoksi soje ulja
Epoksi sojino ulje je kemijski proizvod napravljen primjenom peroksidne obrade rafiniranog sojinog ulja, engleski naziv Epoxidizedsoy-beanoil (ESO), molekulska formula c57h98o12, molekulska masa je oko 1000. Na sobnoj temperaturi za svjetlo žutu viskoznu uljastu tekućinu, protok točka-1 ℃, točka vrenja 150 ℃ (0,5 kPa), točke paljenja 310 ℃, viskoznost 325 mpa (25 ℃), indeks loma 1,4713 (25 ℃). Topivo u ugljikovodicima, ketonima, esterima, naprednim alkoholima i drugim organskim otapalima. Malo topljivi u etanolu, netopivi u vodi.
Epoksi sojino ulje zbog svoje dobre otpornosti na toplinu, svjetlosti, uzajamne propusnosti, niske mekoće i žilavosti, niske volatilnosti, bez toksičnosti, pa je primjena vrlo opsežna, posebno za plastifikator materijala za pakiranje hrane i lijekova. Epoksi sojino ulje se naširoko koristi u obradi PVC-a. Epoksidna skupina može zaustaviti slobodnu radikalnu degradaciju PVC-a, ukinuti reakciju slobodnih radikala razgradnje PVC-a, usporiti brzinu degradacije, poboljšati svjetlost, otpornost na toplinu i otpornost na ulje PVC proizvoda te proizvodima dati dobru mehaničku čvrstoću , vremenska svojstva i električna svojstva. Ne samo da ima učinak plastificiranja na polivinil klorid, nego također može stvoriti stabilan aktivni klorni lanac u lancu polivinil klorida i može brzo apsorbirati HCL koji se razgrađuje toplinom i svjetlom, čime se blokira kontinuirano raspadanje polivinil klorida i stabilizira funkcija. U poljoprivrednim filmovima PVC cijevi i kabelski proizvodi na otvorenom za dodavanje epoksi soje ulja mogu proizvoditi otpornost na toplinu, toleranciju svjetlosti i dobru otpornost na vremenske uvjete. Osim toga, kompatibilnost epoksi sojinog ulja s PVC-om je vrlo dobra, brzo se ravnomjerno raspršuje u PVC sustavu, time slabi snagu između PVC makromolekula i povećava aktivnost između molekula. U procesu obrade PVC-a, sve dok korištenje male količine epoksi soje ulja smanjuje potrošnju energije za preradu, poboljšava brzinu obrade, poboljšava radne uvjete, poboljšava kvalitetu površine proizvoda, smanjuje troškove, poboljšava ekonomsku učinkovitost, igra pozitivan uloga. Epoksi sojino ulje i poliester plastifikator mogu smanjiti migraciju poliesterskog plastifikatora. Dobar je sinergistički učinak kada se koristi s stabilizatorom metalnih soli, kao što su kadmij i cink. Upotreba ovog proizvoda može biti prikladna za smanjenje količine drugih plastifikatora, stabilizatora i maziva. Proizvodi se primjenjuju na sve vrste PVC proizvoda, prozirne boce, prozirne kutije, razne materijale za pakiranje hrane, medicinske proizvode "vrećicu za transfuziju krvi", razne filmove, listove, cijevi, pečate hladnjaka, rashladnu opremu i motorna vozila koja se koriste u brtvila, umjetne kože, podne kože, plastične pozadine, žice i kabela i ostalih plastičnih proizvoda za svakodnevnu upotrebu, ali i posebnih tinti, tekućeg kompozitnog stabilizatora. PVC Vanjski plastični proizvodi, vodonepropusna membrana, plastična vrata i prozori, tapete tapete, plastični film i tako dalje moraju koristiti epoksi soje ulje, kako bi se osiguralo da proizvodi netoksični, transparentni, topline, niske temperature, tvrdoće, protiv starenja i tako na. Osim toga, zbog netoksičnog epoksi soje ulja, također se mogu koristiti kao ambalažni materijal za hranu, igračke i materijali za uređenje doma, kao što su aditivi.
Metoda proizvodnje 2 epoksi soje ulja
Trenutno su glavne metode proizvodnje epoksi sojinog ulja metoda otapala i metode bez otapala, a glavne metode proizvodnje su oksidacija peracetne kiseline, katalizator ionske izmjene smole, katalizator aluminij sulfata, oksidacija peracetne kiseline i metoda katalitičke oksidacije faznog prijenosa.
2.1 Metoda peroksidne kiseline
Proces uzima benzen kao otapalo, sumpornu kiselinu kao katalizator, mravlja kiselina i vodikov peroksid, da se dobije peroctena kiselina u prisustvu sumporne kiseline i epoksidacija sojinog ulja za proizvodnju epoksi sojinog ulja. Sojino ulje, mravlja kiselina, sumporna kiselina i benzen stavljaju se u reakcijsku posudu u skladu s određenim omjerom doziranja, ravnomjerno miješaju i miješaju. Mješanje se lagano doda 40% (WT) sadržaja vodikovog peroksida. Tijekom postupka kapanja, reakcijska temperatura se kontrolira vodom za hlađenje i ubrzanjem pada podešavanja. Nakon što se doda vodikov peroksid, miješajući neko vremensko razdoblje, a time i na temperaturi materijala u rashladnoj vodi ne raste ili čak niži pad, možete zaustaviti miješanje. Zatim je statička raslojavanje, gornji sloj za uljni sloj, koji sadrži proizvode i benzen, donji sloj otpadne kiseline. Nakon odvajanja vode iz tekućeg otpada, uljni sloj se neutralizira i ispere s 2% -5% -tnom razrijedenom tekućinom za sode, a zatim ispere do neutralnog. Nakon odvajanja vode, uljni sloj se destilira, smjesa benzena i vode se odvoji kondenzacijom, a 80% benzena se može reciklirati. Tekućina kotla se dekomprimira, a zatim se gotov proizvod filtrira pod pritiskom. Postupak ima brzu brzinu reakcije i nisku temperaturu, ali proces je dugačak i složen, kvaliteta proizvoda je nestabilna, epoksi vrijednost je oko 5%, trošak proizvodnje je visok, oprema je mnogo, trostruka obrada količina je velika, otapalo benzen ima određenu toksičnost. postupno zamjenjuju metode bez otapala. 2.2 Metoda peroksidne kiseline
Mravlja kiselina ili octena kiselina i vodikov peroksid reagiraju kako bi se dobilo oksidans prstena pod djelovanjem sumporne kiseline katalizatora i dodaju se oksidirajuće sredstvo za prsten u sojino ulje unutar određenog temperaturnog raspona, nakon završetka reakcije, proizvod se dobiva pomoću ispiranja , destilacijom vode i dekompresije. Proces proizvodnje ove metode je kratak, temperatura reakcije je niska, vrijeme reakcije je kratko, nusproizvodi su mali, kvaliteta proizvoda je visoka, a tehnologija proizvodnje benzena kao otapala u osnovi je supstituirana. Budući da je molekula mravlje kiseline manja od octene kiseline, brzina oksidacije peroctene kiseline je veća od one peroctene kiseline, pa je kvaliteta proizvoda proizvedenih mravljom kiselinom malo bolja i reakcijska je procedura kraća. Trenutačno većina proizvodnih poduzeća koristi formičku kiselinu kao aktivni nosač kisika epoksidacije, upotrebu mravlje kiseline i nekih kiselih razgradnji ugljičnog monoksida proizvedenog toksičnošću. Dalian Institut za svjetlo i kemijsko inženjerstvo u uvjetima bez otapala, proučavanje sinteze epoksi soje ulja peroctenom kiselinom i utjecaj glavnih reakcijskih uvjeta na epoksidaciju te tehnički put, tehnološki proces, tehnološke uvjete i kvalitetu proizvoda sinteze epoksi sojinog ulja metodom otapala i metode bez otapala uspoređuju se. Utvrđeno je da metoda bez otapala ima prednosti jednostavnog procesa proizvodnje, bez problema s oporavkom otapala, slabom potrošnjom sirovina, kratkim proizvodnim ciklusom, kvalitetom proizvoda koji doseže naprednu razinu domaćih sličnih proizvoda, rješava problem onečišćenja benzena u otapalu proizvodnog procesa, te poboljšava radno okruženje radnika. Istodobno, Fujian Institut za kemijsko inženjerstvo u kemijskoj tvornici Zhangzhou, uporaba procesa epoksidacije bez otapala u jednom koraku, tj. Vodikovog peroksida i ledene octene kiseline u prisutnosti katalizatora u reakciji stvaranja octene kiseline, octene kiseline i rafinirane reakcije soje ulja kako bi se dobio epoksi sojino ulje. Ona nadilazi nedostatke mnogih sintetskih koraka benzena kao otapala, sumpornu kiselinu kao katalizator, visoki trošak proizvoda, veliku količinu tretiranja "tri otpada" i niski prinos. Očito je poboljšana toplinska postojanost plastifikatora epoksi soje proizvedenog postupkom bez otapala, a toplinska stabilnost epoksida (epoksi) povećana je sa 60% -80% procesa otapala na više od 95%, dok su problemi "tri otpada "onečišćenja i korozije cjevovoda opreme. Osim toga, istraživači su otkrili da upotreba razrijeđenog amonijakovog vodikovog peroksida za pročišćavanje sirove nafte može smanjiti gubitak ulja i učiniti boju rafiniranog ulja bolje od standarda jestivog ulja; epoksidacijska reakcija bez katalizatora, upotrebom uree kao glavne komponente stabilizatora, vrijeme reakcije epoksidacije skraćeno, gruba boja vrlo je plitka; Korištenje tri puta pranja i pranja radi uklanjanja organskih kiselina u grubim proizvodima, zamjenjujući postupak pranja alkalno pranje, može uvelike smanjiti emulgiranje i gubitak sirovih proizvoda, a korisno je za stratifikaciju dvostupanjske uljne vode. Trenutačno se tehnologija koristi za industrijske primjene
Katalitička metoda od 2,3 smole ionskog izmjenjivača
Iako metoda bez otapala nadilazi mnoge nedostatke otapala, ona također ima nedostatke slabe stabilnosti reakcije, niske epoksidne vrijednosti proizvoda, duboke boje proizvoda, korozije opreme i ozbiljnog onečišćenja okoliša, te zamjenom smole za kationsku izmjenu za sumpornu kiselinu kao katalizator, peroctenu kiselinu ili octenu kiselinu kao oksidant. Postupak sinteze epoksi soje ulja pod uvjetima bez otapala može prevladati ove nedostatke. Dodajte sojino ulje, ionsku izmjenu smola i octenu kiselinu u reakcijskom kotlu, zagrijavajte se do 70-80 ° C, dodajte vodikov peroksid ravnomjerno u 40 min, kada se temperatura podigne, hladi se hladna voda i reakcija za održavanje topline 12- 18h. Nakon što se reakcija odfiltrira, smola za ionsku izmjenu uklanja se, odvoji se statički sloj, a uljnu fazu neutralizira zasićenom otopinom NaCl koja sadrži 2% -3% natrijevog hidroksida u mikroalternu (pH vrijednost 8,5-9,0 ), a zatim pročišćena čistom vodom do neutralnih i bez klorskih iona. 30 minuta, izolirajte donji sloj. Nakon pranja grube robe u kotlu za destilaciju, destilacijska dehidracija dekompresije može biti izrađena od epoksi sojinih uljnih proizvoda. Proces karakterizira jednostavni proces, kratki proizvodni proces, niska potrošnja energije, manje investicije u opremu, sigurnu proizvodnju, dobru kvalitetu proizvoda, nema toksičnih otapala, nedostatak je vremena ciklusa relativno dugo. Istraživanje je pokazalo da se upotrijebljena kationska smola može ponovno upotrijebiti kada se aktivnost katalizatora znatno smanji s 95% -tnom smolom za ispiranje etanolom i refluksom 2 sata, ispiranjem, sušenjem i zatim prethodnim obradom smole, a zatim se rekonstruira katalitička aktivnost smole ,
Metoda katalizatora aluminij sulfata
Mravlja kiselina i vodikov peroksid reagiraju na proizvodnju oksidirajućeg prstena pod djelovanjem aluminijevog sulfata katalizatora, zatim se oksidiraju prsten dodaju ulju soje u određenom temperaturnom rasponu, a epoksi soje ulje dobije se ispiranjem, ispiranjem i destilacijom u vakuumu nakon reakciju. Postupak ima visoku reaktivnu aktivnost, jednostavnu obradu, prinos može biti čak 96%, u usporedbi s katalizatorom kationske izmjene smole, trošak katalizatora je nizak, nedostatak je što katalizator mora strogo kontrolirati sadržaj Fe2 +, sadržaj željeza je previsok, fe2 + u prisutnosti vodikovog peroksida je lako djelovati kao katalizator za ubrzavanje Nepovoljno za napredak epoksidacijske reakcije. Istodobno, fe2 + također uzrokuje oštar rast temperature materijala, te je teško kontrolirati temperaturu reakcije epoksidacije.
Metoda katalitičke oksidacije
Institut za kemiju i znanost o materijalima, Shaanxi Normal University, Deng Fang, itd. U stanju bez karboksilne kiseline, etil estera octene kiseline kao otapala, metil trioktil hidrogensulfata kao katalizatora faznog prijenosa, epoksi soje ulje sintetiziran je direktnom epoksidacijom sojinog ulja s 30% (maseni udio) otopine vodikovog peroksida. Pokusni rezultati pokazuju da se epoksidacija sojinog ulja može uspješno postići vodikovim peroksidom u stanju bez karboksilne kiseline, epoksi vrijednost proizvoda je 6,27%, a jodna vrijednost je 5,80 g / 100 g kada je otopina pH 2, temperatura reakcije je 60 ° C i vrijeme reakcije je 7 sati. Ova metoda izbjegava formiranje kiseline u reakciji, smanjuje proizvodnju nusproizvoda i poboljšava kvalitetu proizvoda. Wuya, Institut za kemiju i znanost o materijalima, Shaanxi Normal University ciklička reakcija oksidacije sojinog ulja provedena je s kisikom volframskim kompleksima kao katalizatore faznog prijenosa, a rezultati su pokazali da je temperatura reakcije 60 ° C, i 1,2-piridin sol (CWP) je korišten kao katalizator. Epoksi vrijednost reakcijskog produkta dosegla je 6,4%, a vrijednost joda bila je 4,4 g / 100 g. Ova reakcija ne koristi opasnu peroctenu kiselinu i jaku korozivnu sumpornu kiselinu, proizvod dobiva boju kako bi bila plitka, epoksi vrijednost je visoka, kvaliteta je dobra, ali ponovna upotreba kompleksa kisika i dalje čeka daljnje proučavanje.
3 Kineska epoksidna sojina ulja razvoj i iskorištavanje izgledi
Plasticizers korišteni u našoj zemlji posljednjih godina su ftalatni esteri. Inozemne zemlje zbog gubitka DBP-a su eliminirane, zbog DOP-a zbog USC Cancer Institute-a (NCI) i Uprave za hranu (FDA) predložili su da mogu uzrokovati rak, time ograničavajući njegovu primjenu. Nova istraživanja pokazuju da ftalati u okolišu kako bi pobjegli, u tijelo ili životinje, proizvest će oponašanje estrogena, muške i ženske životinje imaju učinke. Sa stajališta zaštite okoliša, njegova proizvodnja i primjena bit će ograničeni propisima o zaštiti okoliša. Epoksi sojino ulje kao netoksični, plastificirani, stabilni plastični aditivi, sve će uzrokovati plastičnu prerađivačku industriju i plastifikatora poduzeća za proizvodnju od velike zabrinutosti. Kina je bogata naftnim resursima, više sorti, posebice proizvodnje soje u prvom planu zemalja širom svijeta, koja osigurava sirovine za razvoj epoksi soje ulja. Posljednjih godina, s razvojem etilen industrije u Kini, proizvodnja polivinil klorid smole se razvio brzo, u 2006 naš proizvodni kapacitet polivinil klorida je dosegao 10,99 milijuna tona, proizvodnja dosegla 8,641 milijuna tona, potrošnja je dosegla 9,594 milijuna tona, očekuje se da će proizvodni kapacitet u 2010. godini iznositi oko 14 milijuna tona, potražnja će dosegnuti oko 12,5 milijuna tona, a znatno će se povećati i potražnja za plastifikatorima, a epoksi sojino ulje kao netoksični plastifikator, njezini razvojni izgledi bit će vrlo široki , Stoga bi domaća proizvodna poduzeća trebala ubrzati tehnološki napredak, poboljšati industrijalizaciju tehnologije proizvodnje epoksidnih sojinih ulja, smanjiti troškove proizvodnje, poboljšati kvalitetu proizvoda, kako bi se zadovoljila plastična industrija za kvalitetne, višenamjenske potrebe plastifikatora kako bi dobiti veće ekonomske koristi.