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  1. 环氧大豆油(绿色增塑剂)的开发与应用
  2. 2013-07-17 11:33:40 来源: 点击:
  随着人们环保意识的逐步增强, 世界各国对增塑剂提出了更高的卫生要求。目前主要使用的邻苯二甲酸酯类增塑剂, 由于属低分子物质, 挥发性较大, 容易在环境中散逸, 进入人体或动物体内会产生仿雌性激素, 具有潜在的致癌危险性, 在许多国家其生产、 应用已受到相关法规 ( 如欧盟 RoHS环保指令) 的严格限制。同时我国也于 2006 年颁布中国版的RoHS指令以及 2008 年 6 月 1 日实施对塑料袋的 “限塑令” 。这些环保法规的实施, 对增塑剂生产企业来说, 是挑战更是机遇。而且, 邻苯二甲酸酯类增塑剂来源于石油, 近年来, 能源危机不断加剧, 原油大幅涨价带动了增塑剂成本急剧上涨, 发展明显减缓, 增塑剂面临产品结构和品种调整。由可再生植物资源制备的环氧大豆油, 作为性能优越的新型环境友好增塑剂, 已受到越来越多塑料加工业和增塑剂生产企业的高度关注, 被视为邻苯二甲酸酯类增塑剂的良好替代品之一, 应是增塑剂行业产品调整的方向。   文章综述了环氧大豆油的合成工艺及生产现状、 性能与用途, 并指出环氧大豆油应用的发展趋势。   一 合成工艺 五十年代初, 国外开始生产环氧大豆油, 主要生产国有美国、 英国、 德国、 日本和前苏联。从七十年代起, 环氧大豆油生产工艺由有机溶剂法转向无溶剂法, 从间歇式生产转向连续化生产, 从单一型催化剂向复合型发展。我国于六十年代初期开始批量生产环氧大豆油, 制备方法主要有溶剂法和无溶剂法。前期采用溶剂法生产, 由于存在溶剂回收困难、生产周期长、 产品质量差、 成本高、 环境污染大等缺点, 发展速度缓慢。从八十年代起开始研究无溶剂法合成工艺, 九十年代取得了较大发展, 已逐步取代溶剂法生产工艺。无溶剂法生产工艺以大豆油为基料, 不同的合成工艺选用不同的有机羧酸 ( 主要为甲酸或乙酸) 、 氧化剂、 催化剂、 稳定剂等。原料大豆油使用精油和粗油均可, 精油直接进行环氧化反应, 而粗油需预先精制。温占平等以碱性介质对粗豆油进行精制工艺研究, 取得了较好效果。根据有机羧酸使用情况, 环氧大豆油合成工艺可分为过氧羧酸氧化法、 无羧酸催化氧化法 ( 属于溶剂法) , 而过氧羧酸氧化法使用的催化剂主要有浓硫酸、 离子交换树脂、 硫酸铝、 相转移催化剂、 杂多酸 ( 盐) 等。   1过氧羧酸氧化法 本工艺是有机羧酸与双氧水在催化剂作用下, 反应生成过氧酸环氧化剂, 再与大豆油进行氧化反应生成环氧大豆油。在环氧化反应过程中, 环氧化剂有二种制备方法: 一是事先制备过氧酸法: 先让有机羧酸与双氧水作用生成过氧酸, 然后将过氧酸滴加到大豆油中进行环氧化反应; 二是就地制备过氧酸法: 先将大豆油和有机羧酸投入反应器中, 再滴加双氧水进行环氧化反应。物料在一定温度内反应完毕后, 粗产物以稀碱中和, 再用软水洗涤、 减压蒸馏、 压滤后得到产品。该生产工艺流程简单, 反应温度低, 生产周期短, 副产物少, 后处理工艺简单, 产品质量好, 达到国标要求。由于甲酸的效果优于乙酸, 目前大多数生产企业都采用甲酸作为环氧化的活性载氧体, 基本上取代了以苯作溶剂的生产工艺, 改善了工人的生产环境, 解决了溶剂苯毒性对产品的污染问题, 并克服了溶剂法的生产设备多、 成本高、 “三废” 处理量大等缺点, 使产品质量明显提高, 如稳定性由溶剂法的 60%~80 %升至 95 %以上。无溶剂法比溶剂法取得了很大技术进步, 各种催化剂法具有不同的优缺点。

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