Com o rápido desenvolvimento da indústria plástica, a demanda por plastificante é cada vez mais. Ao mesmo tempo, nos últimos anos, com o aumento da conscientização das pessoas sobre a proteção ambiental, os aditivos plásticos também apresentaram requisitos de saúde mais elevados. Como os ésteres de ftalato de plastificante de uso comum possuem potencial risco cancerígeno, é um ponto quente para desenvolver novo plastificante não tóxico. O óleo de soja epoxy é um plastificante não tóxico recentemente desenvolvido, que tem uma grande perspectiva em plásticos, especialmente no processamento de cloreto de polivinilo.
Propriedades e aplicações de óleo de soja epoxy
O óleo de soja epoxy é um produto químico fabricado com o tratamento com peróxido de óleo de soja refinado, o nome em inglês é Epoxidizedsoy-beanoil (ESO), fórmula molecular c57h98o12, o peso molecular é de cerca de 1000. À temperatura ambiente para líquido viscoso amarelo-amarelo claro, fluxo Point-1 ℃, ponto de ebulição 150 ℃ (0.5kPa), pontos de ignição 310 ℃, viscosidade 325mpa? s (25 ℃), índice de refração 1.4713 (25 ℃). Solúvel em hidrocarbonetos, cetonas, ésteres, álcoois avançados e outros solventes orgânicos. Ligeiramente solúvel em etanol, insolúvel em água.
Óleo de soja epoxy por causa de sua boa resistência ao calor, luz, permeabilidade mútua, baixa suavidade e dureza e baixa volatilidade, sem toxicidade, de modo que a aplicação é bastante extensa, especialmente para materiais de embalagem de plástico e alimentos para plastificantes. O óleo de soja epoxy é amplamente utilizado no processamento de PVC. O grupo epoxi pode prender a degradação de PVC livre por radiação de PVC, encerrar a reação de radiação livre de degradação de PVC, diminuir a velocidade de degradação, melhorar a resistência à luz, resistência ao calor e óleo de produtos de PVC e dotar os produtos de boa resistência mecânica , resistência às intempéries e propriedades elétricas. Não só tem efeito plastificante sobre o cloreto de polivinilo, mas também pode tornar o átomo de cloro ativo na cadeia do cloreto de polivinilo estável e pode absorver rapidamente a HCL que é degradada pelo calor e pela luz, bloqueando assim a decomposição contínua de cloreto de polivinilo e estabilizando a função. Em filmes agrícolas, tubos de PVC ao ar livre e produtos de cabos para adicionar óleo de soja epoxy, podem produzir resistência ao calor do produto, tolerância à luz e boa resistência às intempéries. Além disso, a compatibilidade do óleo de soja epoxy com PVC é muito boa, pode rapidamente se dispersar uniformemente no sistema de PVC, enfraquecendo assim a força entre as macromoléculas de PVC, aumentando a atividade entre as moléculas. No processo de processamento de PVC, desde que o uso de uma pequena quantidade de óleo de soja epoxy reduza o consumo de energia de processamento, melhore a velocidade de processamento, melhore as condições de operação, melhore a qualidade da superfície do produto, reduza os custos e melhore a eficiência econômica. Função. O óleo de soja epóxi e o plastificante de poliéster podem reduzir a migração do plastificante de poliéster. Tem um bom efeito sinérgico quando usado com estabilizador de sais metálicos, como o cádmio e o zinco. O uso deste produto pode ser apropriado para reduzir a quantidade de outros plastificantes, estabilizadores e lubrificantes. Esta produção é aplicável a todos os tipos de produtos de PVC, garrafas transparentes, caixas transparentes, uma variedade de materiais de embalagem de alimentos, produtos médicos "saco de transfusão de sangue", uma variedade de filmes, folhas, tubos, vedações de geladeira, equipamentos de refrigeração e veículos a motor usados em juntas, couro artificial, couro de chão, papel de parede de plástico, fio e cabo e outros produtos plásticos de uso diário, mas também para tintas especiais, Estabilizador de Composto Líquido. PVC Produtos de plástico ao ar livre, membrana impermeável, portas e janelas de plástico, adesivos de papel de parede, filme plástico e assim por diante devem usar óleo de soja epoxy, para garantir que os produtos não tóxicos, transparentes, calor, baixa temperatura, endurecimento, antienvelhecimento e, portanto, em. Além disso, devido ao óleo de soja epoxy não tóxico, também pode ser usado como materiais de embalagem de alimentos, brinquedos e materiais de decoração para o lar, como aditivos.
Método de produção de 2 óleos de soja epoxy
Atualmente, os principais métodos de produção de óleo de soja epoxi são método solvente e método isento de solventes, os principais métodos de produção são a oxidação do ácido peracético, a catálise da resina de permuta iónica, a catálise de sulfato de alumínio, a oxidação do ácido peracético e o método de oxidação catalítica de transferência de fase.
2.1 Método de oxidação do ácido peracético
O processo leva o benzeno como solvente, ácido sulfúrico como catalisador, ácido fórmico e peróxido de hidrogênio para produzir ácido peracético na presença de ácido sulfúrico e a epóxidação de óleo de soja para produzir óleo de soja epoxídica. O óleo de soja, ácido fórmico, ácido sulfúrico e benzeno são colocados na chaleira de reação de acordo com uma certa proporção de dosagem, agitando e misturando uniformemente. O teor de 40% (WT) de peróxido de hidrogênio é adicionado lentamente à agitação. Durante o processo de gotejamento, a temperatura de reação é controlada pela água de resfriamento e pela aceleração da gota de ajuste. Após o peróxido de hidrogênio é adicionado, mexendo por um período de tempo, e assim por diante a temperatura do material na água de refrigeração não aumenta, ou mesmo uma pequena queda, você pode parar de mexer. Em seguida, a estratificação estática, a camada superior para a camada de óleo, contendo produtos e benzeno, a camada inferior de água residual acidificada. Após a separação da água acidificada, a camada de óleo é neutralizada e lavada com 2% -5% de solução de refrigerante diluída e depois lavada a neutro. Após a separação da água, a camada de óleo é destilada, a mistura de benzeno e água é separada por condensação e 80% de benzeno podem ser reciclados. O líquido da chaleira é descomprimido e, em seguida, o produto acabado é filtrado por pressão. O processo tem velocidade de reação rápida e baixa temperatura, mas o processo é longo e complexo, a qualidade do produto é instável, o valor da epóxi é de cerca de 5%, o custo de produção é alto, o equipamento é muito, o tratamento de "três resíduos" A quantidade é grande, o benzeno solvente tem certa toxicidade. está sendo gradualmente substituído por métodos isentos de solventes. 2.2 Método de oxidação do ácido peracético
O ácido fórmico ou ácido acético e o peróxido de hidrogênio reagem para produzir o oxidante do anel sob a ação do ácido catalítico sulfúrico e adiciona o agente oxidante do anel ao óleo de soja dentro de uma certa faixa de temperatura, após a conclusão da reação, o produto é obtido por lavagem alcalina , destilação de lavagem e descompressão de água. O processo de produção deste método é curto, a temperatura de reação é baixa, o tempo de reação é curto, os subprodutos são poucos, a qualidade do produto é alta e a tecnologia de produção do benzeno como solvente é basicamente substituída. Como a molécula de ácido fórmico é menor do que o ácido acético, a taxa de oxidação do ácido peracético é maior do que a do ácido peracético, de modo que a qualidade dos produtos produzidos pelo ácido fórmico é ligeiramente melhor e o processo de reação é mais curto. Atualmente, a maioria das empresas de produção usa ácido fórmico como o portador de oxigênio ativo de epoxidação, o uso de ácido fórmico e parte da decomposição ácida do monóxido de carbono produzido pela toxicidade. Instituto Dalian de Engenharia de Luz e Química sob condições sem solventes, estuda a síntese de óleo de soja epoxy por ácido peracético e a influência das principais condições de reação na epoxidação e a via técnica, processo tecnológico, condições tecnológicas e qualidade do produto. da síntese de óleo de soja epoxy por método solvente e método sem solvente. Verificou-se que o método isento de solventes tem as vantagens do processo de produção simples, nenhum problema de recuperação de solventes, baixo consumo de matéria-prima, ciclo de produção curto, qualidade do produto atingindo o nível avançado de produtos similares domésticos, resolve o problema da poluição solvente no benzeno o processo de produção e melhora o ambiente de produção dos trabalhadores. Ao mesmo tempo, o Instituto Fujian de Engenharia Química na planta química de Zhangzhou, o uso de processo de epoxidação de um passo sem solvente, isto é, peróxido de hidrogênio e ácido acético glacial na presença do catalisador sob a reação da formação de ácido acético, ácido acético e reação refinada de óleo de soja para obter óleo de soja epoxy. Supera as desvantagens de muitas etapas sintéticas do benzeno como solvente, ácido sulfúrico como catalisador, alto custo do produto, grande quantidade de tratamento de "três resíduos" e baixo rendimento. A estabilidade térmica do plastificante de óleo de soja epoxi produzido por processo isento de solventes foi melhorada obviamente, e a estabilidade térmica de epóxi (epoxi) aumentou de 60% a 80% do processo solvente para mais de 95%, enquanto os problemas de "três resíduos de poluição e corrosão da tubulação de equipamentos foram superados. Além disso, os pesquisadores descobriram que o uso de peróxido de hidrogênio amônio diluído para refinar o petróleo cru pode reduzir a perda de óleo e tornar a cor do óleo refinado melhor do que o padrão de óleo comestível; Reação de epoxidação sem catalisador, utilizando ureia como componente principal do estabilizador, o tempo de reação de epoxidação reduzido, a cor grosseira é muito superficial; Usando três vezes lavagem e lavagem para remover os ácidos orgânicos nos produtos grosseiros, substituindo o processo de lavagem alcalina, pode reduzir significativamente a emulsão e a perda de produtos em bruto e é benéfica para a estratificação de óleo-água em duas fases. Atualmente, a tecnologia tem sido utilizada para aplicações industriais
Método catalítico de 2.3 resinas de permuta iónica
Embora o método isento de solventes supera muitas deficiências dos solventes, ele também apresenta as desvantagens da baixa estabilidade da reação, do baixo valor de epóxi dos produtos, da cor profunda do produto, da corrosão do equipamento e da poluição ambiental grave e da substituição da resina de troca de catiões por ácido sulfúrico como catalisador, ácido peracético ou ácido acético como oxidante, o processo de síntese de óleo de soja epoxídica sob condições isentas de solventes pode superar essas desvantagens. Adicione óleo de soja, resina de permuta iónica e ácido acético na chaleira de reação, aqueça até 70-80 ℃, adicione peróxido de hidrogênio na chaleira de reação uniformemente em 40 minutos, quando a temperatura aumenta, a água fria esfria e a reação de preservação do calor 12- 18h. Após a filtração da reacção, a resina de permuta iónica é removida, a camada estática é separada e a fase oleosa é neutralizada com a solução saturada de NaCl contendo hidróxido de sódio a 2% a 3% para um micro alcalino (valor pH de 8,5-9,0 ), e depois purificou-se com água pura com íons neutros e isentos de cloro. 30min, isolar a camada inferior. Após a lavagem dos produtos grosseiros na caldeira de destilação, a desidratação da destilação de descompressão pode ser feita com produtos de óleo de soja epoxídica. O processo é caracterizado por processo simples, processo de produção curto, baixo consumo de energia, menor investimento em equipamentos, produção segura, boa qualidade de produtos, sem solventes tóxicos, a deficiência é o tempo de ciclo é relativamente longo. O estudo descobriu que a resina catiônica utilizada pode ser reutilizada, quando a atividade do catalisador diminuiu significativamente, com resfriamento de refluxo de etanol a 95% e resina de recuperação 2 horas, lavagem, secagem e depois o pré-tratamento de resina, então a atividade catalítica da resina foi restaurada .
2.4 Método de catalisação de sulfato de alumínio
O ácido fórmico e o peróxido de hidrogênio reagem para produzir oxidante do anel sob a ação do catalisador de sulfato de alumínio, então o oxidante do anel é adicionado ao óleo de soja dentro de uma certa faixa de temperatura, e o óleo de soja epoxi é obtido por lavagem, lavagem e destilação a vácuo alcalina após a reação. O processo possui alta capacidade de reatividade, processamento fácil, o rendimento pode ser tão alto quanto 96%, em comparação com o método catalítico da resina de permuta catiônica, o custo do catalisador é baixo, a deficiência é que o catalisador precisa controlar estritamente o teor de fe2 +, o teor de ferro é muito alto, fe2 + na presença de peróxido de hidrogênio é fácil de atuar como um catalisador para acelerar Desfavorável ao progresso da reação de epoxidação. Ao mesmo tempo, o fe2 + também faz com que a temperatura do material aumente bruscamente, é difícil controlar a temperatura da reação de epoxidação.
2.5 transferência de fase Método de oxidação catalítica
Instituto de Química e Ciência dos Materiais, Universidade Normal de Shaanxi, Deng Fang, etc. na condição de ácido carboxílico, éster etílico do ácido acético como solvente, hidrogenossulfato de tri-octil-metilo como catalisador de transferência de fase, o óleo de soja epoxy foi sintetizado por epoxidação direta de óleo de soja com 30% (fração em massa) de solução de peróxido de hidrogênio. Os resultados experimentais mostram que a epoxidação do óleo de soja pode ser conseguida com sucesso pelo peróxido de hidrogênio na condição de nenhum ácido carboxílico, o valor de epóxi do produto é de 6,27% e o valor de iodo é de 5,80 g / 100 g quando a solução ph é 2, a temperatura de reação é de 60 ℃ eo tempo de reação é de 7h. Este método evita a formação de ácido na reação, reduz a produção de subprodutos e melhora a qualidade do produto. Wuya, Instituto de Química e Ciência dos Materiais, Shaanxi Normal University, a reação de oxidação cíclica do óleo de soja foi realizada com os complexos de oxigênio-tungstênio como catalisadores de transferência de fase, e os resultados mostraram que a temperatura de reação era de 60 ℃, o enigma do óleo era solvente, e o sal 1,2 - piridina (CWP) foi utilizado como catalisador. O valor de epóxi do produto da reação atingiu 6,4%, e o valor de iodo foi de 4.4g / 100g. Esta reação não usa o ácido peracético perigoso e o ácido sulfúrico forte corrosivo, o produto obtém a cor para ser superficial, o valor de epóxi é alto, a qualidade é boa, mas a reutilização do complexo de oxigênio ainda está em espera de um estudo mais aprofundado.
3 perspectivas de desenvolvimento e aproveitamento de óleo de soja epoxy da China
Os plastificantes utilizados em nosso país nos últimos anos são ésteres de ftalato. Os países estrangeiros devido à perda volátil de DBP foram eliminados, o DOP devido ao Instituto de Câncer dos Estados Unidos (NCI) e à Food Administration (FDA) que propuseram câncer, limitando sua aplicação. Nova pesquisa mostra que os ftalatos no ambiente para escapar, no corpo ou nos animais produzirão estímulos imitadores, os animais do sexo masculino e feminino têm efeitos. Do ponto de vista da proteção ambiental, sua produção e aplicação serão limitadas pelas regulamentações ambientais. O óleo de soja epoxy como aditivo plástico não tóxico, plastificado e estável, irá cada vez mais fazer industrias de processamento de plástico e empresas de produção de plastificantes de grande preocupação. A China é rica em recursos de petróleo, mais variedades, especialmente a produção de óleo de soja na vanguarda de países de todo o mundo, que fornece matérias-primas para o desenvolvimento de óleo de soja epoxy. Nos últimos anos, com o desenvolvimento da indústria de etileno na China, a produção de resina de cloreto de polivinilo desenvolveu-se rapidamente, em 2006 nossa capacidade de produção de cloreto de polivinilo atingiu 10,99 milhões de toneladas, a produção atingiu 8,61 milhões de toneladas, o consumo atingiu 9,594 milhões de toneladas, A capacidade de produção de 2010 deverá chegar a cerca de 14 milhões de toneladas, a demanda atingirá cerca de 12,5 milhões de toneladas, então a demanda por plastificantes também aumentará significativamente, e o óleo de soja epoxy como plastificante não tóxico, suas perspectivas de desenvolvimento serão muito amplas . Portanto, as empresas domésticas de produção relevantes devem acelerar o progresso tecnológico, melhorar a industrialização da tecnologia de produção de óleo de soja epoxy, reduzir os custos de produção, melhorar a qualidade do produto, atender a indústria de processamento de plásticos para necessidades plastificantes multi-funcionais de alta qualidade, para obter maiores benefícios econômicos.