S hitrim razvojem plastične industrije je povpraševanje po plastifikatorju vse več. Hkrati so v zadnjih letih s povečanjem ozaveščenosti ljudi o varstvu okolja tudi plastični dodatki podali višje zdravstvene zahteve. Ker imajo pogosto uporabljeni plastifikatorji ftalatni estri potencialno rakotvorno tveganje, je vroča točka za razvoj novega nestrupenega plastifikatorja. Epoksidno sojino olje je na novo razvit netoksičen plastifikator, ki ima široko perspektivo v plastičnih mas, zlasti pri predelavi polivinil klorida.
Lastnosti in aplikacije epoksidnega sojinega olja
Epoksidno sojino olje je kemični izdelek, izdelan z uporabo peroksidne obdelave rafiniranega sojinega olja, angleško ime je Epoxidizedsoy-beanoil (ESO), molekulska formula c57h98o12, molekulska masa je okoli 1000. Pri sobni temperaturi za svetlo rumeno viskozno olje podobno tekočino, tok točka -1 ℃, točka vrelišča 150 ℃ (0,5kPa), točke vžiga 310 ℃, viskoznost 325mpa (25 ° C), refrakcijski indeks 1,4713 (25 ° C). Topen v ogljikovodikih, ketonih, estrih, naprednih alkoholih in drugih organskih topilih. Rahlo topen v etanolu, netopen v vodi.
Epoxy sojino olje zaradi svoje dobre toplotne odpornosti, svetlobe, vzajemne prepustnosti, nizke mehkosti in žilavosti ter nizke volatilnosti, brez toksičnosti, zato je uporaba precej obsežna, zlasti za plastifikatorje plastičnih embalažnih materialov za živila in zdravila. Epoxy sojino olje se pogosto uporablja pri predelavi PVC. Epoksidna skupina lahko uniči razgradnjo s prostim radikalom CL-a, prekine reakcijo razgradnje s PVC-ja, upočasni stopnjo razgradnje, izboljša svetlobno, toplotno odpornost in odpornost olja PVC-izdelkov ter daje izdelke z dobro mehansko trdnostjo , vremenske razmere in električne lastnosti. Ima ne le plastificirni učinek na polivinil klorid, ampak lahko tudi aktivno klorov atom v verigi polivinilklorida stabilno in lahko hitro absorbira HCL, ki se razgrajuje s toploto in svetlobo, s čimer blokira neprekinjeno razgradnjo polivinilklorida in stabilizira funkcijo. V kmetijskih filmih, PVC cevi na prostem in kabelskih izdelkih za dodajanje epoxy sojinega olja, lahko izdelek toplotno odpornost, toleranco svetlobe in dobro vremensko odpornost. Poleg tega je združljivost epoksidnega sojinega olja s PVC zelo dobra, se lahko hitro enakomerno razprši v PVC sistemu, s čimer se oslabi sila med makromolekulami PVC, poveča aktivnost med molekulami. V procesu predelave PVC, dokler uporaba majhne količine epoksi sojinega olja zmanjša porabo energije predelave, izboljša hitrost obdelave, izboljša pogoje delovanja, izboljša kakovost površine izdelka, zmanjša stroške, izboljša ekonomsko učinkovitost, igra pozitivno vloga. Epoksidno sojino olje in plastifikator iz poliestra lahko zmanjšata migracijo poliestrskega mehčalca. Ima dober sinergistični učinek pri uporabi s stabilizatorjem kovinskih soli, kot so kadmij in cink. Uporaba tega izdelka je lahko primerna za zmanjšanje količine drugih mehčalcev, stabilizatorjev in maziv. Ta izdelek, ki se uporablja za vse vrste PVC izdelkov, prozorne steklenice, prozorne škatle, različne materiale za pakiranje hrane, medicinske izdelke, vrečko za transfuzijo krvi, različne folije, liste, cevi, hladilne pečate, hladilno opremo in motorna vozila, tesnila, umetno usnje, talno usnje, plastične tapete, žice in kabli ter drugi izdelki iz plastičnih mas, ki se vsakodnevno uporabljajo, pa tudi za posebne črnila, tekoči kompozitni stabilizator. PVC zunanji izdelki iz plastike, vodoodporna membrana, plastična vrata in okna, nalepke za ozadje, plastična folija in tako naprej morajo uporabiti epoksidno sojino olje, da zagotovijo, da izdelki niso strupeni, prozorni, toplotni, nizke temperature, kaljenje, anti-staranje in tako naprej. Poleg tega se zaradi nestrupenega epoksidnega sojinega olja lahko uporabijo tudi kot materiali za embalažo hrane, igrače in materiali za dekoracijo doma, kot so dodatki.
Metoda izdelave 2 epoksi sojinih olj
Trenutno so glavne proizvodne metode epoksi sojinega olja solventna metoda in metoda brez topil, glavne proizvodne metode so oksidacija perocetne kisline, kataliza ionske izmenjalne smole, kataliza aluminijevega sulfata, oksidacija perocetne kisline in katalitska oksidacija s faznim prenosom.
2.1 Metoda oksidacije perocetne kisline
Postopek zajema benzen kot topilo, žveplovo kislino kot katalizator, mravljinčno kislino in vodikov peroksid, da proizvede perocetno kislino v prisotnosti žveplove kisline in epoksidacijo sojinega olja za proizvodnjo epoksi sojinega olja. Sojino olje, mravljinčna kislina, žveplova kislina in benzen se v reakcijski kotliček dovajajo v skladu z določenim razmerjem doze, mešajo in enakomerno mešajo. Med mešanjem počasi dodamo 40% (WT) vsebnost vodikovega peroksida. Med postopkom kapljanja reakcijsko temperaturo uravnava hladilna voda in pospešek prilagajanja. Ko dodamo vodikov peroksid, mešamo nekaj časa in tako se temperatura materiala v hladilni vodi ne dvigne ali celo rahlo zmanjša, lahko prenehate mešati. Potem statična stratifikacija, zgornji sloj za oljno plast, ki vsebuje izdelke in benzen, spodnji sloj odpadne kisline vode. Po ločitvi odpadne kislinske vode oljni sloj nevtraliziramo in speremo z 2% -5% razredčeno tekočino sode in nato speremo do nevtralnega. Po ločitvi z vodo destiliramo oljno plast, zmes benzena in vode ločimo s kondenzacijo in 80% benzena lahko recikliramo. Tekočina kotlička se razveže, nato pa se končni produkt filtrira s tlakom. Proces ima hitro reakcijsko hitrost in nizko temperaturo, vendar je postopek dolgotrajen in zapleten, kakovost izdelka je nestabilna, vrednost epoksidov je približno 5%, stroški proizvodnje so visoki, oprema je veliko, postopek "treh odpadkov" količina je velika, topilo benzen ima določeno toksičnost. postopoma nadomeščajo z metodami, ki ne vsebujejo topil. 2.2 Metoda oksidacije perocetne kisline
Mravljinčna kislina ali ocetna kislina in vodikov peroksid reagirajo, da nastanejo obročni oksidant pod vplivom katalitične žveplove kisline in dodajo kislinsko oksidacijsko sredstvo v sojino olje v določenem temperaturnem območju, po končani reakciji, produkt dobimo s pranjem alkalij , destilacija vode in dekompresije vode. Proizvodni postopek te metode je kratek, reakcijska temperatura je nizka, reakcijski čas je kratek, stranski produkti so malo, kakovost izdelka je visoka, proizvodna tehnologija benzena kot topila pa je v bistvu substituirana. Ker je molekula mravljične kisline manjša od ocetne kisline, je stopnja oksidacije perocetne kisline višja kot pri perocetni kislini, zato je kakovost izdelkov, ki jih proizvaja mravljična kislina, nekoliko boljša in reakcijski postopek krajši. Trenutno večina proizvodnih podjetij uporablja mravljinčno kislino kot aktivni kisikov nosilec epoksidacije, uporabo mravljinčne kisline in del kislega razkroja ogljikovega monoksida, proizvedenega s toksičnostjo. Dalianski inštitut za lahko in kemijsko inženirstvo v pogojih brez topil, študija sinteze epoksidnega sojinega olja s perocetno kislino in vpliv glavnih reakcijskih pogojev na epoksidacijo ter tehnične poti, tehnološkega procesa, tehnoloških pogojev in kakovosti proizvodov primerjati sintezo epoksidnega sojinega olja s topilnim postopkom in metodo brez topil. Ugotovljeno je, da ima metoda brez topil prednosti preprostega postopka proizvodnje, problema z reševanjem topil, nizke porabe surovin, kratkega proizvodnega ciklusa, kakovosti izdelkov, ki dosega napredne ravni podobnih izdelkov v gospodinjstvu, rešuje problem onesnaženja topila benzena v proizvodnega procesa in izboljšuje proizvodno okolje delavcev. Ob istem času, Fujian Inštitut za kemijsko tehnologijo v kemični tovarni Zhangzhou, uporaba brez topil enostopenjskega procesa epoksidacije, to je vodikovega peroksida in ledocetne kisline v prisotnosti katalizatorja pod reakcijo tvorbe ocetnih kislin, ocetne kisline in rafinirane sojine oljne reakcije, da dobimo epoksidno sojino olje. Premaga pomanjkljivosti številnih sintetičnih stopenj benzena kot topila, žveplove kisline kot katalizatorja, visokih stroškov izdelka, velike količine "treh odpadkov" in nizkega donosa. Natančno je bila izboljšana termična stabilnost plastifikatorja epoksi sojinega olja, proizvedenega s postopkom brez topil, ter toplotna stabilnost epoksi (epoksi) je bila povečana s 60% -80% procesa topila na več kot 95%, medtem ko so problemi "treh onesnaževanje odpadkov "in korozijo opreme plinovodov so bili premagani. Poleg tega so raziskovalci ugotovili, da z uporabo razredčenega amoniaka-vodikovega peroksida za izboljšanje surove nafte lahko zmanjšate izgubo olja in izboljšate barvo rafiniranega olja kot standard za jedilno olje; epoksidacijska reakcija brez katalizatorja, z uporabo ureje kot glavne komponente stabilizatorja, reakcijski čas epoksidacije skrajšan, groba barva je zelo plitva; S trikratnim pranjem in pranjem za odstranjevanje organskih kislin v grobih proizvodih, ki nadomeščajo postopek pranja z alkalnim pranjem, lahko znatno zmanjša emulzifikacijo in izgubo surovih izdelkov ter je koristno za stratifikacijo oljne vode v dveh fazah. Trenutno se tehnologija uporablja za industrijsko uporabo
Katalitična metoda 2.3 ionskih izmenjevalnih smol
Čeprav metoda brez topil premaga številne pomanjkljivosti topil, ima tudi pomanjkljivosti slabe reakcijske stabilnosti, nizke vrednosti epoksi vrednosti izdelkov, globoke barve izdelka, korozije opreme in hudega onesnaženja okolja ter nadomešča kationsko izmenjevalno smolo za žveplovo kislino kot katalizator, perocetna kislina ali ocetna kislina kot oksidant. Postopek sintetiziranja epoksidnega sojinega olja v pogojih brez topil lahko premaga te pomanjkljivosti. Dodajte sojino olje, ionsko izmenjevalno smolo in ocetno kislino v reakcijski grelnik, segrevamo do 70-80 ℃, enakomerno dodajamo vodikov peroksid v reakcijskem kotličku v 40 minutah, ko se temperatura dvigne, ohladi hladna voda in reakcijo ohranjanja toplote 12- 18h. Po filtriranju reakcije odstranimo ionsko izmenjalno smolo, ločimo statično plast in oljno fazo nevtraliziramo z nasičeno raztopino NaCl, ki vsebuje 2% -3% natrijevega hidroksida, v mikro-alkalno (vrednost pH 8.5-9.0 ), nato pa očistimo s čisto vodo v nevtralne in brez klora ione. 30min, izolirajte spodnji sloj. Po pranju grobega blaga v destilacijski grelnik lahko dehidratacijo destilacijskega destilacijskega prahu izdelamo iz izdelkov iz epoksi sojinih olj. Za postopek je značilen preprost postopek, kratek proizvodni proces, nizka poraba energije, manj naložb opreme, varna proizvodnja, dobra kakovost izdelkov, nobena strupena topila, pomanjkljivost je čas cikla razmeroma dolg. Študija je pokazala, da se uporabljena kationska smola lahko ponovno uporabi, ko se je aktivnost katalizatorja znatno zmanjšala, pri čemer je bila 95-odstotna pena za pranje in predelavo etanola refluksa 2 uri, pranje, sušenje in nato predobdelava smole, nato pa je bila obnovljena katalitska aktivnost smole .
2.4 Metoda aluminijevega sulfata v katalizi
Mravljinčna kislina in vodikov peroksid reagirajo, da nastanejo obročni oksidant pod vplivom katalizatorja Aluminijev sulfat, nato se v določenem temperaturnem območju dodaja sojino olje v določeno temperaturno območje, epoksidno sojino olje pa s pranjem, pranjem in vakuumsko destilacijo alkalij po reakcija. Proces ima visoko reaktivnost, enostavno obdelavo, donos je lahko do 96%, v primerjavi s katodno metodo kationske izmenjalne smole, cena katalizatorja je nizka, pomanjkljivost je, da katalizator potrebuje strogo kontrolo vsebnosti Fe2 +, vsebnost železa je previsoka, fe2 + v prisotnosti vodikovega peroksida je lahko delati kot katalizator za pospeševanje Neugodno za napredek epoksidacijske reakcije. Hkrati pa tudi fe2 + povzroči močno naraščanje temperature materiala, težko kontrolira temperaturo reakcije epoksidacije.
2,5-stopenjski prenos Katalitična oksidacijska metoda
Inštitut za kemijo in materiale, Shaanxi Normalna univerza, Deng Fang itd., V stanju brez karboksilne kisline, etil estra ocetne kisline kot topila, metil tri-oktil vodikovega sulfata kot katalizatorja faznega prenosa, epoksidno sojino olje smo sintetizirali z direktnim epoksidacijo sojinega olja s 30% (masnim deležem) raztopine vodikovega peroksida. Iz eksperimentalnih rezultatov je razvidno, da lahko s pomočjo vodikovega peroksida uspešno opravimo epoksidacijo sojinega olja v stanju brez karboksilne kisline, vrednost epoksidov proizvoda znaša 6,27%, vrednost joda pa 5,80 g / 100 g, če je raztopina ph 2, reakcijska temperatura je 60 ° C in reakcijski čas 7h. Ta metoda preprečuje nastanek kisline v reakciji, zmanjšuje proizvodnjo stranskih produktov in izboljšuje kakovost izdelka. Wuya, Inštitut za kemijo in materialne vede, Shaanxi Normal University, ciklično oksidacijsko reakcijo sojinih oljnih olj, izvedenih s kisikovo volframovimi kompleksi kot katalizatorji faznega prenosa, in rezultati so pokazali, da je reakcijska temperatura 60 ° C, je bila zagonska olja topila, in 1,2 - piridinska sol (CWP) kot katalizator. Vrednost epoksi vrednosti reakcijskega produkta je dosegla 6,4%, vrednost joda pa je bila 4,4 g / 100 g. Ta reakcija ne uporablja nevarne perocetne kisline in močne korozivne žveplove kisline, izdelek dobi barvo plitva, epoksi vrednost je visoka, kakovost je dobra, ponovna uporaba kompleksa kisika pa še vedno pričakuje nadaljnjo študijo.
3 Kitajska razvoj epoxy sojinih olj in možnosti za izkoriščanje
V zadnjih letih so v naši državi plastifikatorji estri ftalata. Tuje države zaradi hlapne izgube DBP so bile odpravljene, zato je DOP zaradi Združenih držav Amerike inštituta za raka (NCI) in Food Administration (FDA) predlagal, da lahko povzročijo raka, kar omejuje njegovo uporabo. Nove raziskave kažejo, da bodo ftalati v okolju, ki bi ubežali, v telo ali živali, proizvedli imitirani estrogen, moške in ženske živali pa imajo učinke. Z vidika varstva okolja bo njegova proizvodnja in uporaba omejena z okoljskimi predpisi. Epoxy sojino olje kot netoksični, plastificirani, stabilni plastični dodatki, bo vse bolj povzročil plastično predelovalno industrijo in proizvodna podjetja za mehčanje plastike. Kitajska je bogata z naftnimi viri, več sortami, zlasti sojinim oljnim pridelkom v ospredju držav po vsem svetu, ki zagotavlja surovine za razvoj epoksidnega sojinega olja. V zadnjih letih z razvojem etilenske industrije na Kitajskem se je proizvodnja polivinilkloridne smole hitro razvila, leta 2006 je naša proizvodna zmogljivost polivinil klorida dosegla 10,99 milijona ton, proizvodnja dosegla 8,641 milijona ton, poraba je dosegla 9,594 milijona ton, se pričakuje, da bo proizvodna zmogljivost leta 2010 dosegla približno 14 milijonov ton, povpraševanje pa bo doseglo približno 12,5 milijona ton, nato pa se bo povpraševanje po plastifikatorjih znatno povečalo in epoksidno sojino olje kot nestrupeno plastifikatorje bodo razvojne možnosti zelo široke . Zato bi morala zadevna gospodinjska podjetja za pospešitev tehnološkega napredka pospešiti tehnološki napredek, izboljšati industrializacijo tehnologije proizvodnje sojinega olja iz sojinega olja, zmanjšati proizvodne stroške, izboljšati kakovost proizvodov in zadovoljiti plastično predelovalno industrijo za visoko kakovostne, večnamenske potrebe plastifikatorja za pridobitev večjih gospodarskih koristi.