Avec le développement rapide de l'industrie plastique, la demande de plastifiant est de plus en plus. Dans le même temps, ces dernières années, avec l'augmentation de la sensibilisation de la population à la protection de l'environnement, les additifs plastiques ont également mis en avant des exigences de santé plus élevées. Parce que les esters phtaliques de plastifiants couramment utilisés ont un risque cancérogène potentiel, il est un point chaud pour développer un nouveau plastifiant non toxique. L'huile de soja époxy est un plastifiant non toxique nouvellement développé, qui a de larges perspectives dans les plastiques, en particulier dans le traitement du chlorure de polyvinyle.
Propriétés et applications de l'huile de soja époxy
Huile de soja époxy est un produit chimique fabriqué en utilisant un traitement peroxydique de l'huile de soja raffinée, le nom anglais est Epoxidizedsoy-beanoil (ESO), formule moléculaire c57h98o12, poids moléculaire est d'environ 1000. À température ambiante pour le liquide jaune-visqueux semblable à l'huile, point d'écoulement 1 ℃, point d'ébullition 150 ℃ (0,5 kPa), points d'inflammation 310 ℃, viscosité 325mpa? s (25 ℃), indice de réfraction 1,4713 (25 ℃). Soluble dans les hydrocarbures, les cétones, les esters, les alcools avancés et autres solvants organiques. Légèrement soluble dans l'éthanol, insoluble dans l'eau.
Huile de soja époxy en raison de sa bonne résistance à la chaleur, la lumière, perméabilité mutuelle, faible douceur et la ténacité, et faible volatilité, pas de toxicité, de sorte que l'application est assez vaste, en particulier pour les plastifiants alimentaires. L'huile de soja époxy est largement utilisée dans le traitement du PVC. Le groupe époxy peut piéger les radicaux libres par dégradation du PVC, arrêter la réaction radicalaire de la dégradation du PVC, ralentir le taux de dégradation, améliorer la lumière, la résistance thermique et la résistance aux huiles des produits PVC, et conférer aux produits une bonne résistance mécanique , la résistance aux intempéries et les propriétés électriques. Il a non seulement un effet plastifiant sur le polychlorure de vinyle, mais peut également stabiliser l'atome de chlore actif dans la chaîne de chlorure de polyvinyle et absorber rapidement le HCL dégradé par la chaleur et la lumière, bloquant ainsi la décomposition continue du polychlorure de vinyle et stabilisant la fonction. Dans les films agricoles, les tuyaux en PVC en plein air et les produits de câble pour ajouter de l'huile de soja époxy, peuvent rendre la résistance à la chaleur du produit, la tolérance à la lumière et une bonne résistance aux intempéries. En outre, la compatibilité de l'huile de soja époxy avec le PVC est très bonne, peut rapidement dispersé dans le système de PVC, affaiblissant ainsi la force entre les macromolécules de PVC, augmenter l'activité entre les molécules. Dans le processus de traitement du PVC, aussi longtemps que l'utilisation d'une petite quantité d'huile de soja époxy réduira la consommation d'énergie de traitement, améliorer la vitesse de traitement, améliorer les conditions de fonctionnement, améliorer la qualité de surface du produit, réduire les coûts rôle. L'huile de soja époxy et le plastifiant polyester peuvent réduire la migration du plastifiant polyester. Il a un bon effet synergique lorsqu'il est utilisé avec un stabilisateur de sels métalliques tels que le cadmium et le zinc. L'utilisation de ce produit peut être appropriée pour réduire la quantité d'autres plastifiants, stabilisants et lubrifiants. Ce produit est applicable à toutes sortes de produits en PVC, bouteilles transparentes, boîtes transparentes, une variété de matériaux d'emballage alimentaire, produits médicaux "sac de transfusion sanguine", une variété de films, feuilles, tubes, joints frigorifiques et véhicules automobiles utilisés dans garnitures, cuir artificiel, cuir de plancher, papier peint en plastique, fil et câble et d'autres produits en plastique d'utilisation quotidienne, mais également pour des encres spéciales, stabilisateur composé liquide. Produits en plastique PVC extérieure, membrane imperméable, portes et fenêtres en plastique, papier peint autocollants, film plastique et ainsi de suite doivent utiliser l'huile de soja époxy, pour assurer que les produits non toxiques, transparents, chaleur, basse température, trempe, anti-vieillissement et ainsi sur. En outre, en raison de l'huile de soja époxy non toxique, peut également être utilisé comme matériaux d'emballage alimentaire, des jouets et des matériaux de décoration à domicile, tels que des additifs.
Méthode de production de 2 huile de soja époxy
Les principales méthodes de production sont l'oxydation par l'acide peracétique, la catalyse par résines échangeuses d'ions, la catalyse par sulfate d'aluminium, l'oxydation par l'acide peracétique et la méthode d'oxydation catalytique par transfert de phase.
2.1 Méthode d'oxydation à l'acide peracétique
Le procédé utilise du benzène comme solvant, de l'acide sulfurique comme catalyseur, de l'acide formique et du peroxyde d'hydrogène pour produire de l'acide peracétique en présence d'acide sulfurique et l'époxydation de l'huile de soja pour produire de l'huile de soja époxy. L'huile de soja, l'acide formique, l'acide sulfurique et le benzène sont placés dans la cuve de réaction selon un certain dosage, en agitant et en mélangeant uniformément. La teneur en 40% (WT) de peroxyde d'hydrogène est ajoutée lentement à l'agitation. Pendant le processus d'égouttage, la température de réaction est contrôlée par l'eau de refroidissement et l'accélération de chute de réglage. Après que le peroxyde d'hydrogène est ajouté, en remuant pendant une période de temps, et ainsi de suite la température du matériau dans l'eau de refroidissement ne monte pas, ou même une légère baisse, vous pouvez arrêter l'agitation. Puis stratification statique, la couche supérieure de la couche d'huile, contenant des produits et du benzène, la couche inférieure de l'eau acide résiduelle. Après avoir séparé l'eau résiduaire acide, la couche d'huile est neutralisée et lavée avec un liquide de soude dilué à 2% -5%, puis lavée jusqu'à neutralité. Après la séparation de l'eau, la couche d'huile est distillée, le mélange de benzène et d'eau est séparé par condensation, et 80% de benzène peuvent être recyclés. Le liquide de la bouilloire est décompressé, puis le produit fini est filtré par pression. Le processus a une vitesse de réaction rapide et basse température, mais le processus est long et complexe, la qualité du produit est instable, la valeur époxy est d'environ 5%, le coût de production est élevé, l'équipement est nombreux, le traitement "trois déchets" la quantité est grande, le benzène solvant a une certaine toxicité. est progressivement remplacé par des méthodes sans solvant. 2.2 Méthode d'oxydation à l'acide peracétique
Acide formique ou acide acétique et peroxyde d'hydrogène réagissent pour produire l'oxydant du cycle sous l'action du catalyseur acide sulfurique, et ajoutent l'agent oxydant du cycle à l'huile de soja dans une certaine plage de température, après la réaction est terminée, le produit est obtenu par lavage alcalin , lavage à l'eau et distillation par décompression. Le processus de production de cette méthode est court, la température de réaction est basse, le temps de réaction est court, les sous-produits sont peu nombreux, la qualité du produit est élevée et la technologie de production du benzène comme solvant est fondamentalement substituée. Parce que la molécule d'acide formique est plus petite que l'acide acétique, le taux d'oxydation de l'acide peracétique est plus élevé que celui de l'acide peracétique, donc la qualité des produits produits par l'acide formique est légèrement meilleure et le processus réactionnel plus court. À l'heure actuelle, la plupart des entreprises de production utilisent l'acide formique comme transporteur d'oxygène actif de l'époxydation, l'utilisation de l'acide formique et une partie de la décomposition acide du monoxyde de carbone produite par la toxicité. Etude de la synthèse de l'huile de soja époxy par l'acide peracétique et de l'influence des principales conditions de réaction sur l'époxydation, de la voie technique, du processus technologique, des conditions technologiques et de la qualité des produits. de la synthèse de l'huile de soja époxy par la méthode au solvant et la méthode sans solvant sont comparées. Il est constaté que la méthode sans solvant a les avantages du processus de production simple, aucun problème de récupération de solvant, faible consommation de matières premières, cycle de production court, qualité du produit atteignant le niveau avancé de produits similaires domestiques, résout le problème le processus de production, et améliore l'environnement de production des travailleurs. Dans le même temps, l'Institut du Fujian de génie chimique dans l'usine chimique de Zhangzhou, l'utilisation de processus d'époxydation en une étape sans solvant, c'est le peroxyde d'hydrogène et l'acide acétique glacial en présence du catalyseur sous la réaction de la formation des acides acétiques, de l'acide acétique et de la réaction de l'huile de soja raffinée pour obtenir de l'huile de soja époxy. Il surmonte les inconvénients de nombreuses étapes de synthèse du benzène en tant que solvant, acide sulfurique en tant que catalyseur, coût élevé du produit, grande quantité de traitement "trois déchets" et faible rendement. La stabilité thermique du plastifiant à base d'huile de soja époxy produite par un procédé sans solvant a été améliorée et la stabilité thermique de l'époxy (époxy) est passée de 60% à 80% du procédé solvant à plus de 95%, tandis que déchets "la pollution et la corrosion des pipelines d'équipement ont été surmontées. En outre, les chercheurs ont constaté que l'utilisation d'ammoniac dilué-peroxyde d'hydrogène pour raffiner le pétrole brut peut réduire la perte de pétrole, et rendre la couleur de l'huile raffinée meilleure que l'étalon d'huile comestible; réaction d'époxydation sans catalyseur, en utilisant l'urée comme composant principal du stabilisant, le temps de réaction d'époxydation raccourci, la couleur grossière est très peu profonde; Utiliser trois fois le lavage et le lavage pour éliminer les acides organiques dans les produits grossiers, en remplaçant le processus de lavage alcalin, peut réduire considérablement l'émulsification et la perte de produits bruts, et est bénéfique pour la stratification de l'huile et de l'eau en deux phases. À l'heure actuelle, la technologie a été utilisée pour des applications industrielles
Méthode catalytique de 2,3 résines échangeuses d'ions
Bien que la méthode sans solvant surmonte de nombreuses déficiences des solvants, elle présente aussi les inconvénients d'une mauvaise stabilité réactionnelle, de la faible teneur en époxy des produits, de la couleur du produit, de la corrosion et de la pollution environnementale. comme catalyseur, l'acide peracétique ou l'acide acétique comme oxydant. Le procédé de synthèse d'huile de soja époxy dans des conditions sans solvant peut surmonter ces inconvénients. Ajouter l'huile de soja, la résine échangeuse d'ions et l'acide acétique dans la cuve de réaction, chauffer jusqu'à 70-80 ℃, ajouter le peroxyde d'hydrogène dans la cuve de réaction uniformément en 40min, lorsque la température augmente, l'eau froide se refroidit et la 18h. Une fois la réaction filtrée, la résine échangeuse d'ions est éliminée, la couche statique est séparée et la phase huileuse est neutralisée avec une solution saturée de NaCl contenant 2% -3% d'hydroxyde de sodium jusqu'à une micro-alcaline (pH de 8,5-9,0). ), puis purifié avec de l'eau pure aux ions neutres et sans chlore. 30 min, isoler la couche inférieure. Après avoir lavé les produits grossiers dans la cuve de distillation, la déshydratation par distillation de décompression peut être faite de produits d'huile de soja époxy. Le processus est caractérisé par un processus simple, un processus de production court, une faible consommation d'énergie, moins d'investissement d'équipement, une production sûre, une bonne qualité de produits, pas de solvants toxiques, la carence est le temps de cycle est relativement long. L'étude a révélé que la résine cationique utilisée peut être réutilisée, lorsque l'activité catalytique diminue significativement, avec un reflux de 95% d'éthanol et une résine de récupération de 2 heures, lavage, séchage, puis prétraitement de la résine, puis restauration de l'activité catalytique de la résine .
2.4 Méthode de catalyse au sulfate d'aluminium
L'acide formique et le peroxyde d'hydrogène réagissent pour produire l'oxydant du cycle sous l'action du sulfate d'aluminium du catalyseur, puis l'oxyde oxydant est ajouté à l'huile de soja dans une certaine plage de température et l'huile époxy de soja est obtenue par lavage alcalin, lavage et distillation sous vide après la réaction. Le processus a réactivité élevée, traitement facile, le rendement peut être aussi élevé que 96%, par rapport à la méthode catalytique résine échangeuse de cations, le coût du catalyseur est faible, la carence est que le catalyseur doit contrôler strictement la teneur en Fe2 + est trop élevé, fe2 + en présence de peroxyde d'hydrogène est facile à agir comme catalyseur pour accélérer défavorable à la progression de la réaction d'époxydation. En même temps, fe2 + provoque également une augmentation brusque de la température du matériau, ce qui rend difficile le contrôle de la température de la réaction d'époxydation.
2.5 transfert de phase méthode d'oxydation catalytique
En l'absence d'acide carboxylique, d'ester éthylique d'acide acétique comme solvant, d'hydrogénosulfate de méthyle et d'octyle comme catalyseur de transfert de phase, l'huile de soja époxy a été synthétisée par époxydation directe. d'huile de soja avec 30% (fraction massique) de solution de peroxyde d'hydrogène. Les résultats expérimentaux montrent que l'époxydation de l'huile de soja peut être réalisée avec succès par le peroxyde d'hydrogène en l'absence d'acide carboxylique, la valeur époxy du produit est de 6,27% et l'iode est de 5,80g / 100g lorsque la solution ph est 2, la température de réaction est de 60 ℃ et la durée de la réaction est de 7h. Cette méthode évite la formation d'acide dans la réaction, réduit la production de sous-produits et améliore la qualité du produit. Wuya, Institut de chimie et de science des matériaux, Shaanxi Normal University la réaction d'oxydation cyclique de l'huile de soja a été réalisée avec les complexes oxygène-tungstène comme catalyseurs de transfert de phase, et les résultats ont montré que la température de réaction était de 60 ℃ et le sel de 1,2 - pyridine (CWP) a été utilisé comme catalyseur. La valeur d'époxy du produit de réaction atteint 6,4% et l'indice d'iode est de 4,4 g / 100 g. Cette réaction n'utilise pas l'acide peracétique dangereux et l'acide sulfurique corrosif fort, le produit obtient la couleur pour être peu profonde, la valeur d'époxyde est haute, la qualité est bonne, mais la réutilisation du complexe d'oxygène attend encore une étude plus approfondie.
3 Perspectives de développement et d'utilisation de l'huile de soja époxy en Chine
Les plastifiants utilisés dans notre pays ces dernières années sont des esters de phtalates. Pays étrangers en raison de la perte de DBP volatile a été éliminé, DOP en raison de l'Institut du cancer des États-Unis (NCI) et de l'Administration des aliments (FDA) proposé qui peut causer le cancer, limitant ainsi son application. Nouvelle recherche montre que les phtalates dans l'environnement pour échapper, dans le corps ou les animaux produiront des œstrogènes mimiques, les animaux mâles et femelles ont des effets. Du point de vue de la protection de l'environnement, sa production et son application seront limitées par les réglementations environnementales. Huile de soja époxy comme non-toxique, plastifié, additifs plastiques stables, causera de plus en plus causer des industries de transformation de plastique et de production de plastifiant de haute préoccupation. La Chine est riche en ressources pétrolières, plus de variétés, en particulier la production d'huile de soja à l'avant-garde des pays du monde entier, qui fournit des matières premières pour le développement de l'huile de soja époxy. Au cours des dernières années, avec le développement de l'industrie de l'éthylène en Chine, la production de polychlorure de vinyle s'est rapidement développée, en 2006 notre capacité de production de polychlorure de vinyle a atteint 10,99 millions de tonnes, la production a atteint 8,641 millions de tonnes la capacité de production de 2010 devrait atteindre environ 14 millions de tonnes, la demande atteindra environ 12,5 millions de tonnes, puis la demande de plastifiants augmentera considérablement, et l'huile de soja époxy en tant que plastifiant non toxique, ses perspectives de développement seront très larges . Par conséquent, les entreprises de production pertinentes domestiques devraient accélérer le progrès technologique, améliorer l'industrialisation de la technologie de production d'huile de soja époxy, réduire les coûts de production, améliorer la qualité des produits, pour répondre aux besoins de plastifiants multifonctionnels. pour obtenir de plus grands avantages économiques.