Con il rapido sviluppo dell'industria della plastica, la domanda di plastificanti è sempre di più. Allo stesso tempo, negli ultimi anni, con l'aumento della consapevolezza delle persone riguardo alla protezione ambientale, gli additivi plastici hanno anche presentato requisiti di salute più elevati. Poiché gli esteri di ftalato di plastificante comunemente usati hanno un potenziale rischio cancerogeno, è un punto caldo per sviluppare un nuovo plastificante non tossico. L'olio epossidico di soia è un plastificante non tossico di nuova concezione, che ha una vasta prospettiva in materia plastica, in particolare nella lavorazione del cloruro di polivinile.
Proprietà e applicazioni di olio di semi di soia epossidico
L'olio epossidico di soia è un prodotto chimico ottenuto utilizzando il trattamento con perossido di olio di soia raffinato, il nome inglese Epoxidizedsoy-beanoil (ESO), formula molecolare c57h98o12, peso molecolare è circa 1000. A temperatura ambiente per liquido viscoso viscoso di colore giallo chiaro, flusso Point-1 ℃, punto di ebollizione 150 ℃ (0,5 kPa), punti di accensione 310 ℃, viscosità 325 mpa (25 ℃), indice di rifrazione 1,4713 (25 ℃). Solubile in idrocarburi, chetoni, esteri, alcoli avanzati e altri solventi organici. Leggermente solubile in etanolo, insolubile in acqua.
Olio di semi di soia epossidico per la sua buona resistenza al calore, leggera, permeabilità reciproca, bassa morbidezza e tenacità, bassa volatilità, assenza di tossicità, quindi l'applicazione è piuttosto estesa, specialmente per il plastificante per materiali da imballaggio in plastica per alimenti e farmaci. L'olio epossidico di soia è ampiamente utilizzato nella lavorazione del PVC. Il gruppo epossidico può intrappolare la degradazione del PVC cl-by dei radicali liberi, terminare la reazione dei radicali liberi della degradazione del PVC, rallentare la velocità di degradazione, migliorare la luce, la resistenza al calore e la resistenza all'olio dei prodotti in PVC e dotare i prodotti di una buona resistenza meccanica , resistenza agli agenti atmosferici e proprietà elettriche. Non solo ha effetto plastificante sul cloruro di polivinile, ma può anche rendere stabile l'atomo di cloro attivo nella catena del cloruro di polivinile e può rapidamente assorbire l'HCL che viene degradato dal calore e dalla luce, bloccando così la decomposizione continua del cloruro di polivinile e stabilizzando la funzione. Nelle pellicole agricole, tubi in PVC a cielo aperto e prodotti via cavo per aggiungere olio di semi di soia epossidico, possono rendere il prodotto resistente al calore, leggera tolleranza e buona resistenza agli agenti atmosferici. Inoltre, la compatibilità di olio di semi di soia epossidico con PVC è molto buona, può rapidamente disperdere in modo uniforme nel sistema PVC, indebolendo così la forza tra le macromolecole del PVC, aumentando l'attività tra le molecole. Nel processo di lavorazione del PVC, fino a quando l'uso di una piccola quantità di olio di soia epossidica ridurrà il consumo di energia di elaborazione, migliorare la velocità di elaborazione, migliorare le condizioni operative, migliorare la qualità della superficie del prodotto, ridurre i costi, migliorare l'efficienza economica giocare un positivo ruolo. L'olio epossidico di soia e il plastificante poliestere possono ridurre la migrazione del plastificante poliestere. Ha un buon effetto sinergico se usato con stabilizzante di sali metallici come cadmio e zinco. L'uso di questo prodotto può essere appropriato per ridurre la quantità di altri plastificanti, stabilizzanti e lubrificanti. Questo prodotto è applicabile a tutti i tipi di prodotti in PVC, flaconi trasparenti, scatole trasparenti, una varietà di materiali di imballaggio alimentare, prodotti medicali "sacca per trasfusioni di sangue", una varietà di film, fogli, tubi, sigilli frigorifero, apparecchiature di refrigerazione e veicoli a motore utilizzati in Guarnizioni, pelle artificiale, pelle per pavimenti, carta da parati in plastica, cavo e cavo e altri prodotti in plastica di uso quotidiano, ma anche per inchiostri speciali, stabilizzatore composito liquido. Prodotti in plastica per esterni in PVC, membrana impermeabile, porte e finestre in plastica, carta da parati adesiva, film plastico e così via devono usare olio di soia epossidico, per garantire che prodotti non tossici, trasparenti, termici, a bassa temperatura, indurenti, anti-invecchiamento e così sopra. Inoltre, grazie all'olio di soia epossidica non tossico, può essere utilizzato anche come materiali di imballaggio alimentare, giocattoli e materiali per la decorazione domestica, come gli additivi.
Metodo di produzione di 2 olio di semi di soia epossidico
Allo stato attuale, i principali metodi di produzione dell'olio di semi di soia epossidico sono il metodo solvente e il metodo senza solventi, i principali metodi di produzione sono l'ossidazione dell'acido peracetico, la catalisi della resina a scambio ionico, la catalisi del solfato di alluminio, l'ossidazione dell'acido peracetico e il metodo di ossidazione catalitica a trasferimento di fase.
2.1 Metodo di ossidazione dell'acido peracetico
Il processo prende il benzene come solvente, acido solforico come catalizzatore, acido formico e perossido di idrogeno per produrre acido peracetico in presenza di acido solforico, e l'epossidazione dell'olio di soia per produrre olio di semi di soia epossidico. L'olio di soia, l'acido formico, l'acido solforico e il benzene vengono immessi nel bollitore di reazione secondo un determinato rapporto di dosaggio, agitando e mescolando uniformemente. Il 40% (WT) di perossido di idrogeno viene aggiunto lentamente all'agitazione. Durante il processo di gocciolamento, la temperatura di reazione viene controllata dall'acqua di raffreddamento e dall'accelerazione della caduta di regolazione. Dopo aver aggiunto il perossido di idrogeno, mescolando per un periodo di tempo, e così via, la temperatura del materiale nell'acqua di raffreddamento non aumenta, o anche una leggera caduta, è possibile interrompere l'agitazione. Quindi stratificazione statica, lo strato superiore per lo strato di olio, contenente prodotti e benzene, lo strato inferiore di acque reflue acide. Dopo aver separato l'acqua di rifiuto, lo strato di olio viene neutralizzato e lavato con una soluzione di soda diluita al 2% -5%, quindi lavato in folle. Dopo la separazione dell'acqua, lo strato di olio viene distillato, la miscela di benzene e acqua viene separata per condensazione e l'80% di benzene può essere riciclato. Il liquido del bollitore viene decompresso, quindi il prodotto finito viene filtrato per pressione. Il processo ha una rapida velocità di reazione e bassa temperatura, ma il processo è lungo e complesso, la qualità del prodotto è instabile, il valore dell'epossidico è circa del 5%, il costo di produzione è elevato, l'attrezzatura è molte, il trattamento "tre rifiuti" la quantità è grande, il solvente benzene ha una certa tossicità. viene gradualmente sostituito da metodi senza solvente. 2.2 Metodo di ossidazione dell'acido peracetico
Acido formico o acido acetico e perossido di idrogeno reagiscono per produrre l'ossidante ad anello sotto l'azione di acido solforico catalizzatore e aggiungono l'agente ossidante ad anello all'olio di soia entro un certo intervallo di temperatura, dopo che la reazione è terminata, il prodotto è ottenuto mediante lavaggio alcalino , lavaggio ad acqua e distillazione di decompressione. Il processo di produzione di questo metodo è breve, la temperatura di reazione è bassa, il tempo di reazione è breve, i sottoprodotti sono pochi, la qualità del prodotto è elevata e la tecnologia di produzione del benzene come solvente è sostanzialmente sostituita. Poiché la molecola dell'acido formico è più piccola dell'acido acetico, il tasso di ossidazione dell'acido peracetico è superiore a quello dell'acido peracetico, quindi la qualità dei prodotti ottenuti dall'acido formico è leggermente migliore e il processo di reazione è più breve. Attualmente, la maggior parte delle imprese di produzione utilizza acido formico come vettore attivo di ossigeno per l'epossidazione, l'uso di acido formico e parte della decomposizione acida del monossido di carbonio prodotto dalla tossicità. Istituto di luce e ingegneria chimica di Dalian in assenza di solventi, studio sulla sintesi dell'olio di soia epossidica con acido peracetico e l'influenza delle principali condizioni di reazione sull'epossidazione e la via tecnica, il processo tecnologico, le condizioni tecnologiche e la qualità del prodotto della sintesi di olio di soia epossidico con metodo solvente e metodo senza solvente vengono confrontati. Si è scoperto che il metodo senza solventi presenta i vantaggi del semplice processo di produzione, nessun problema di recupero solvente, basso consumo di materie prime, ciclo di produzione breve, qualità del prodotto che raggiunge il livello avanzato di prodotti simili interni, risolve il problema dell'inquinamento da solventi benzene in il processo di produzione e migliora l'ambiente di produzione dei lavoratori. Allo stesso tempo, l'Istituto Fujian di ingegneria chimica nello stabilimento chimico Zhangzhou, l'uso di processo di epossidazione monofase senza solventi, cioè, perossido di idrogeno e acido acetico glaciale in presenza del catalizzatore sotto la reazione della formazione di acidi acetici, acido acetico e raffinata reazione di olio di soia per ottenere olio di semi di soia epossidico. Supera gli svantaggi di molte fasi sintetiche del benzene come solvente, acido solforico come catalizzatore, costo elevato del prodotto, grande quantità di trattamento "tre scarti" e bassa resa. La stabilità termica del plastificante epossidico a base di olio di soia prodotto da processo privo di solventi è stata migliorata ovviamente e la stabilità termica dell'epossidico (resina epossidica) è stata aumentata dal 60% -80% del processo solvente a più del 95%, mentre i problemi di "tre sprechi "sono stati superati l'inquinamento e la corrosione delle tubazioni. Inoltre, i ricercatori hanno scoperto che l'uso del perossido di idrogeno ammoniaca diluito per perfezionare il petrolio greggio può ridurre la perdita di olio e rendere il colore dell'olio raffinato migliore rispetto allo standard dell'olio commestibile; reazione di epossidazione senza catalizzatore, utilizzando l'urea come componente principale dello stabilizzatore, il tempo di reazione di epossidazione ridotto, il colore grossolano è molto basso; Usando tre volte il lavaggio e il lavaggio per rimuovere gli acidi organici nei prodotti grossolani, sostituendo il processo di lavaggio alcalino, si può ridurre notevolmente l'emulsione e la perdita di prodotti grezzi, ed è vantaggioso per la stratificazione dell'olio-acqua a due fasi. Allo stato attuale, la tecnologia è stata utilizzata per applicazioni industriali
Metodo catalitico di 2,3 resine a scambio ionico
Sebbene il metodo senza solventi superi molte carenze dei solventi, presenta anche gli svantaggi di scarsa stabilità di reazione, basso valore epossidico dei prodotti, colore intenso del prodotto, corrosione delle apparecchiature e grave inquinamento ambientale e sostituzione della resina scambiatrice di cationi per l'acido solforico come catalizzatore, acido peracetico o acido acetico come ossidante, il processo di sintesi di olio di soia epossidica in condizioni esenti da solventi può superare questi svantaggi. Aggiungere olio di soia, resina a scambio ionico e acido acetico nel bollitore di reazione, riscaldare fino a 70-80 ° C, aggiungere il perossido di idrogeno nel bollitore di reazione in modo uniforme in 40 minuti, quando la temperatura aumenta, l'acqua fredda si raffredda e la reazione di conservazione del calore 12- 18h. Dopo aver filtrato la reazione, la resina a scambio ionico viene rimossa, lo strato statico viene separato e la fase oleosa viene neutralizzata con la soluzione satura di NaCl contenente il 2% -3% di idrossido di sodio in un micro alcalino (valore pH di 8,5-9,0 ), e quindi purificato con acqua pura in ioni neutri e privi di cloro. 30min, isola lo strato inferiore. Dopo aver lavato i prodotti grossolani nel bollitore di distillazione, la disidratazione con decompressione può essere effettuata con prodotti a base di olio di semi di soia epossidico. Il processo è caratterizzato da processo semplice, processo di produzione breve, basso consumo energetico, minore investimento di attrezzature, produzione sicura, buona qualità dei prodotti, assenza di solventi tossici, la mancanza è che il tempo di ciclo è relativamente lungo. Lo studio ha scoperto che la resina cationica utilizzata può essere riutilizzata, quando l'attività del catalizzatore diminuisce significativamente, con il 95% di lavaggio e recupero di etanolo da reflusso 2 ore, lavaggio, asciugatura e quindi il pretrattamento della resina, quindi l'attività catalitica della resina è stata ripristinata .
2.4 Metodo di catalisi al solfato di alluminio
L'acido formico e il perossido di idrogeno reagiscono per produrre l'ossidante anulare sotto l'azione del catalizzatore Solfato di alluminio, quindi l'ossidante dell'anello viene aggiunto all'olio di soia entro un certo intervallo di temperatura e l'olio di semi di soia epossidico viene ottenuto mediante lavaggio alcalino, lavaggio e distillazione sotto vuoto dopo la reazione. Il processo ha un'elevata reattività reattiva, una facile lavorazione, la resa può arrivare fino al 96%, rispetto al metodo catalitico della resina a scambio cationico, il costo del catalizzatore è basso, la carenza è che il catalizzatore deve controllare rigorosamente il contenuto di fe2 +, contenuto di ferro è troppo alto, fe2 + in presenza di perossido di idrogeno è facile da agire come catalizzatore per accelerare sfavorevole al progredire della reazione di epossidazione. Allo stesso tempo, fe2 + fa anche aumentare nettamente la temperatura del materiale, difficile da controllare la temperatura di reazione di epossidazione.
2.5 trasferimento di fase Metodo di ossidazione catalitica
Istituto di chimica e scienze dei materiali, Shaanxi Normal University, Deng Fang, ecc. Nella condizione di assenza di acido carbossilico, acido etilico dell'acido acetico come solvente, metil tri-ottil idrogeno solfato come catalizzatore di trasferimento di fase, olio di olio di soia epossidico è stato sintetizzato mediante epossidazione diretta di olio di soia con soluzione di perossido di idrogeno al 30% (frazione di massa). I risultati sperimentali mostrano che l'epossidazione dell'olio di soia può essere ottenuta con successo dal perossido di idrogeno nella condizione di assenza di acido carbossilico, il valore epossidico del prodotto è 6,27% e il valore di iodio è 5,8 g / 100 g quando la soluzione pH è 2, la temperatura di reazione è 60 ℃ e il tempo di reazione è 7 ore. Questo metodo evita la formazione di acido nella reazione, riduce la produzione di sottoprodotti e migliora la qualità del prodotto. Wuya, Istituto di chimica e scienze dei materiali, Shaanxi Normal University, la reazione di ossidazione ciclica dell'olio di soia è stata effettuata con i complessi di ossigeno-tungsteno come catalizzatori di trasferimento di fase, ei risultati hanno mostrato che la temperatura di reazione era di 60 ℃, l'indovinello era solvente, e il sale 1,2 - piridina (CWP) è stato usato come catalizzatore. Il valore epossidico del prodotto di reazione ha raggiunto il 6,4% e il valore dello iodio era 4,4 g / 100 g. Questa reazione non utilizza il pericoloso acido peracetico e il forte acido solforico corrosivo, il prodotto ottiene il colore per essere superficiale, il valore epossidico è alto, la qualità è buona, ma il riutilizzo del complesso di ossigeno è ancora in attesa di ulteriori studi.
3 Prospettive di sviluppo e utilizzo dell'epossidico epossidico della Cina
I plastificanti usati nel nostro paese negli ultimi anni sono esteri del ftalato. I paesi esteri a causa della perdita volatile del DBP sono stati eliminati, DOP a causa del Cancer Institute degli Stati Uniti (NCI) e della Food Administration (FDA) proposti che possono causare il cancro, limitando così la sua applicazione. Una nuova ricerca mostra che gli ftalati nell'ambiente per sfuggire, nel corpo o negli animali producono estrogeni mimetici, gli animali maschi e femmine hanno effetti. Dal punto di vista della protezione ambientale, la sua produzione e applicazione saranno limitate dalle normative ambientali. L'olio epossidico di soia come additivi plastici non tossici, plastificati e stabili, causerà sempre più problemi all'industria della lavorazione della plastica e alle imprese di produzione di plastificanti. La Cina è ricca di risorse petrolifere, più varietà, in particolare la produzione di olio di soia in prima linea nei paesi di tutto il mondo, che fornisce materie prime per lo sviluppo di olio di semi di soia epossidico. Negli ultimi anni, con lo sviluppo dell'industria dell'etilene in Cina, la produzione di resina di polivinilcloruro si è sviluppata rapidamente, nel 2006 la nostra capacità produttiva di cloruro di polivinile ha raggiunto 10,99 milioni di tonnellate, la produzione ha raggiunto 8,641 milioni di tonnellate, il consumo ha raggiunto 9,594 milioni di tonnellate, la capacità produttiva del 2010 dovrebbe raggiungere circa 14 milioni di tonnellate, la domanda raggiungerà circa 12,5 milioni di tonnellate, quindi anche la domanda di plastificanti aumenterà significativamente e l'olio di soia epossidica come un plastificante non tossico, le sue prospettive di sviluppo saranno molto ampie . Pertanto, le imprese di produzione nazionali rilevanti dovrebbero accelerare il progresso tecnologico, migliorare l'industrializzazione della tecnologia di produzione di olio di soia epossidica, ridurre i costi di produzione, migliorare la qualità del prodotto, soddisfare l'industria della lavorazione della plastica per esigenze plastificanti di alta qualità e multifunzionali, in ordine per ottenere maggiori benefici economici.