Dengan pesatnya perkembangan industri plastik, permintaan plasticizer semakin banyak. Pada saat yang sama, dalam beberapa tahun terakhir, dengan meningkatnya kesadaran masyarakat akan perlindungan lingkungan, aditif plastik juga mengemukakan persyaratan kesehatan yang lebih tinggi. Karena ester phthalate plasticizer yang umum digunakan memiliki potensi risiko karsinogenik, ini adalah hot spot untuk mengembangkan plasticizer baru yang tidak beracun. Minyak kedelai epoxy adalah plasticizer non-toxic yang baru dikembangkan, yang memiliki prospek yang luas dalam plastik, terutama dalam pengolahan polivinil klorida.
Sifat dan aplikasi minyak kedelai epoxy
Minyak kedelai epoksi adalah produk kimia yang dibuat dengan menggunakan perlakuan peroksida dari minyak kedelai olahan, nama bahasa Inggris adalah Epoxidizedsoy-beanoil (ESO), formula molekul c57h98o12, berat molekul sekitar 1000. Pada suhu kamar untuk cairan seperti minyak kuning kental seperti viskos, aliran Titik-1 ℃, titik didih 150 ℃ (0.5kPa), titik pengapian 310 ℃, viskositas 325mpa? s (25 ℃), indeks bias 1.4713 (25 ℃). Larut dalam hidrokarbon, keton, ester, alkohol lanjut dan pelarut organik lainnya. Sedikit larut dalam etanol, tidak larut dalam air.
Minyak kedelai epoxy karena ketahanan panasnya yang baik, cahaya, permeabilitas timbal balik, kelembutan dan ketangguhan yang rendah, dan volatilitas yang rendah, tidak beracun, sehingga aplikasinya cukup luas, terutama untuk bahan plastic plastic plastic plastic plasticizer. Minyak kedelai epoksi banyak digunakan dalam pengolahan PVC. Kelompok epoksi dapat menjebak radikal bebas dengan degradasi PVC, menghentikan reaksi radikal bebas dari degradasi PVC, memperlambat laju degradasi, meningkatkan ketahanan panas, panas dan ketahanan minyak dari produk PVC, dan memberikan produk dengan kekuatan mekanik yang baik. , sifat tahan cuaca dan listrik. Ini tidak hanya memiliki efek plasticizing pada polivinil klorida, tetapi juga dapat membuat atom klorin aktif dalam rantai stabil polivinil klorida, dan dapat dengan cepat menyerap HCL yang terdegradasi oleh panas dan cahaya, sehingga menghalangi dekomposisi polivinil klorida dan stabilisasi terus menerus. fungsinya Dalam film pertanian, pipa PVC terbuka dan produk kabel untuk menambahkan minyak kedelai epoxy, dapat membuat produk tahan panas, toleransi cahaya dan tahan cuaca yang baik. Selain itu, kompatibilitas minyak kedelai epoksi dengan PVC sangat baik, dapat cepat terdispersi merata dalam sistem PVC, sehingga melemahkan kekuatan antara makromolekul PVC, meningkatkan aktivitas antar molekul. Dalam proses pengolahan PVC, selama penggunaan sejumlah kecil minyak kedelai epoksi akan mengurangi konsumsi energi pengolahan, meningkatkan kecepatan pemrosesan, memperbaiki kondisi operasi, meningkatkan kualitas permukaan produk, mengurangi biaya, meningkatkan efisiensi ekonomi bermain positif. peran. Minyak kedelai epoxy dan plasticizer poliester dapat mengurangi migrasi plasticizer poliester. Ini memiliki efek sinergis yang baik bila digunakan dengan stabilizer garam logam seperti kadmium dan seng. Penggunaan produk ini bisa sesuai untuk mengurangi jumlah bahan pelunak, stabilisator dan pelumas lainnya. Produk ini dapat digunakan untuk semua jenis produk PVC, botol transparan, kotak transparan, berbagai bahan kemasan makanan, produk medis "kantong transfusi darah", berbagai film, lembaran, tabung, segel kulkas, peralatan pendingin dan kendaraan bermotor yang digunakan. gasket, kulit buatan, kulit lantai, wallpaper plastik, kawat dan kabel dan produk plastik sehari-hari lainnya, tapi juga untuk tinta khusus, Liquid Compile Stabilizer. PVC Produk plastik outdoor, membran tahan air, pintu dan jendela plastik, wallpaper tempel, film plastik dan sebagainya harus menggunakan minyak kedelai epoxy, untuk memastikan produk tidak beracun, transparan, panas, suhu rendah, ketangguhan, anti penuaan dan sebagainya. di. Selain itu, karena minyak amina epoxy yang tidak beracun, juga bisa digunakan sebagai bahan kemasan makanan, mainan dan bahan dekorasi rumah, seperti aditif.
Metode produksi minyak kedelai 2 epoksi
Saat ini, metode produksi utama minyak kedelai epoksi adalah metode pelarut dan metode bebas pelarut, metode produksi utamanya adalah oksidasi asam perasetat, katalisis resin penukar ion, katalisis sulfat aluminium, oksidasi asam perasetat dan metode oksidasi katalis fase transfer.
2.1 Metode oksidasi Asam Perasetat
Proses ini mengambil benzene sebagai pelarut, asam sulfat sebagai katalisator, asam format dan hidrogen peroksida untuk menghasilkan asam perasetat dengan adanya asam sulfat, dan epoksidasi minyak kedelai untuk menghasilkan minyak kedelai epoksi. Minyak kedelai, asam format, asam sulfat dan benzena dimasukkan ke dalam ketel reaksi sesuai dengan rasio dosis tertentu, diaduk dan dicampurkan secara merata. Kandungan hidrogen peroksida 40% (WT) ditambahkan perlahan ke pengadukan. Selama proses tetesan, suhu reaksi dikendalikan oleh air pendingin dan percepatan percepatan drop. Setelah hidrogen peroksida ditambahkan, aduk selama periode waktu tertentu, dan seterusnya suhu material di air pendingin tidak naik, atau bahkan sedikit tetes, Anda bisa berhenti mengaduk. Kemudian stratifikasi statis, lapisan atas untuk lapisan minyak, mengandung produk dan benzena, lapisan bawah air asam buang. Setelah air asam buang dipisahkan, lapisan minyak dinetralisir dan dicuci dengan cairan soda encer 2% -5%, lalu dicuci hingga netral. Setelah pemisahan air, lapisan minyak disuling, campuran benzena dan air dipisahkan oleh kondensasi, dan 80% benzena dapat didaur ulang. Cairan ketel didekompresi, dan kemudian produk jadi disaring oleh tekanan. Prosesnya memiliki kecepatan reaksi cepat dan suhu rendah, namun prosesnya panjang dan rumit, kualitas produk tidak stabil, nilai epoksi sekitar 5%, biaya produksi tinggi, peralatannya banyak, perlakuan "tiga limbah". Kuantitasnya besar, benzena pelarut memiliki toksisitas tertentu. secara bertahap diganti dengan metode bebas pelarut. 2.2 Metode oksidasi Asam Perasetat
Asam format atau asam asetat dan hidrogen peroksida bereaksi untuk menghasilkan oksidan cincin di bawah tindakan katalis asam sulfat, dan menambahkan zat pengoksidasi cincin ke minyak kedelai dalam kisaran suhu tertentu, setelah reaksi selesai, produk tersebut diperoleh dengan pencucian alkali. , air bersih dan distilasi dekompresi. Proses produksi metode ini singkat, suhu reaksi rendah, waktu reaksi pendek, produk sampingannya sedikit, kualitas produknya tinggi, dan teknologi produksi benzene sebagai pelarut pada dasarnya diganti. Karena molekul asam formiat lebih kecil dari asam asetat, laju oksidasi asam perasetat lebih tinggi daripada asam perasetat, sehingga kualitas produk yang dihasilkan oleh asam format sedikit lebih baik dan proses reaksi lebih pendek. Saat ini, sebagian besar perusahaan produksi menggunakan asam format sebagai pembawa oksigen aktif dari epoksidasi, penggunaan asam format dan beberapa dekomposisi asam karbon monoksida yang dihasilkan oleh toksisitas. Institut Teknik Terang dan Kimia Dalian di bawah kondisi bebas pelarut, mempelajari sintesis minyak kedelai epoksi dengan asam perasetat dan pengaruh kondisi reaksi utama pada epoksidasi, dan rute teknis, proses teknologi, kondisi teknologi dan kualitas produk. dari sintesis minyak kedelai epoksi dengan metode pelarut dan metode pelarut dibandingkan. Ditemukan bahwa metode bebas pelarut memiliki keuntungan dari proses produksi sederhana, tidak ada masalah pemulihan pelarut, konsumsi bahan baku rendah, siklus produksi pendek, kualitas produk yang mencapai tingkat lanjut produk sejenis dalam negeri, memecahkan masalah polusi pelarut benzena di proses produksi, dan memperbaiki lingkungan produksi pekerja. Pada saat yang sama, Institut Teknik Kimia Fujian di pabrik kimia Zhangzhou, penggunaan proses epoksidasi satu tahap bebas pelarut, yaitu hidrogen peroksida dan asam asetat glasial dengan adanya katalis di bawah reaksi formasi. asam asetat, asam asetat dan reaksi minyak kedelai olahan untuk mendapatkan minyak kedelai epoksi. Ini mengatasi kerugian dari banyak langkah sintetis benzena sebagai pelarut, asam sulfat sebagai katalis, biaya produk yang tinggi, sejumlah besar "tiga limbah" pengobatan dan rendemen rendah. Kestabilan termal pelapis minyak kedelai epoksi yang diproduksi bebas pelarut ditingkatkan dengan jelas, dan stabilitas termal epoksi (epoksi) meningkat dari 60% -80% proses pelarut menjadi lebih dari 95%, sedangkan masalah "tiga limbah "polusi dan peralatan korosi pipa diatasi. Selain itu, para peneliti menemukan bahwa menggunakan amonia-hidrogen peroksida encer untuk memperbaiki minyak mentah dapat mengurangi hilangnya minyak, dan membuat warna minyak sulingan lebih baik daripada standar minyak nabati; Reaksi epoksidasi tanpa katalis, menggunakan urea sebagai komponen utama penstabil, waktu reaksi epoksidasi disingkat, warna kasar sangat dangkal; Dengan menggunakan tiga kali pencucian dan pencucian untuk menghilangkan asam organik dalam produk kasar, menggantikan proses pencucian alkali, dapat sangat mengurangi emulsifikasi dan hilangnya produk mentah, dan bermanfaat bagi stratifikasi dua fase minyak-air. Saat ini, teknologi telah digunakan untuk aplikasi industri
Metode katalitik dari 2,3 resin pertukaran ion
Meskipun metode pelarut bebas mengatasi banyak kekurangan pelarut, ia juga memiliki kelemahan stabilitas reaksi yang buruk, nilai produk epoksi rendah, warna dalam produk, korosi peralatan dan pencemaran lingkungan yang serius, dan mengganti resin penukar kation untuk asam sulfat. sebagai katalis, asam perasetat atau asam asetat sebagai oksidan. Proses sintesis minyak kedelai epoksi di bawah kondisi bebas pelarut dapat mengatasi kekurangan ini. Tambahkan minyak kedelai, resin penukar ion dan asam asetat ke dalam ketel reaksi, panaskan hingga 70-80 ℃, tambahkan hidrogen peroksida dalam ketel reaksi secara merata dalam 40menit, saat suhu naik, air dingin mendingin dan reaksi pelestarian panas 12- 18h. Setelah reaksi disaring, resin penukar ion dilepaskan, lapisan statis dipisahkan, dan fasa minyak dinetralkan dengan larutan NaCl jenuh yang mengandung natrium hidroksida 2% -3% sampai alkali mikro (nilai f 8,5-9,0 ), dan kemudian dimurnikan dengan air murni menjadi ion netral dan bebas klorin. 30menit, mengisolasi lapisan bawah. Setelah mencuci barang kasar ke dalam ketel distilasi, dehidrasi distilasi dekompresi dapat dibuat dari produk minyak kedelai epoksi. Prosesnya ditandai dengan proses sederhana, proses produksi pendek, konsumsi energi rendah, investasi peralatan kurang, produksi aman, kualitas produk yang baik, tidak ada pelarut beracun, kekurangannya adalah waktu siklus yang relatif lama. Studi ini menemukan bahwa resin kationik yang digunakan dapat digunakan kembali, bila aktivitas katalis menurun secara signifikan, dengan pencucian refluks etanol 95% dan resin pemulihan 2 jam, pencucian, pengeringan, dan kemudian pretreatment resin, maka aktivitas katalitik resin dipulihkan. .
2.4 Metode Katalis Sulfat Aluminium
Asam format dan hidrogen peroksida bereaksi untuk menghasilkan oksidan cincin di bawah aksi katalis Aluminium sulfate, maka oksidan cincin ditambahkan ke minyak kedelai dalam kisaran suhu tertentu, dan minyak kedelai epoksi diperoleh dengan pencucian alkali, pencucian dan penyulingan vakum setelah reaksinya. Prosesnya memiliki reaktifaktifitas tinggi, pengolahan yang mudah, hasil bisa setinggi 96%, dibandingkan dengan metode katalitik resin kation exchange, biaya katalis rendah, kekurangannya adalah katalis harus benar-benar mengontrol kandungan fe2 +, kandungan besi terlalu tinggi, fe2 + dengan adanya hidrogen peroksida mudah bertindak sebagai katalis untuk mempercepat yang tidak menguntungkan bagi kemajuan reaksi epoksidasi. Pada saat bersamaan, fe2 + juga menyebabkan suhu bahan naik tajam, sulit untuk mengontrol suhu reaksi epoksidasi.
2.5 phase transfer Metode oksidasi katalitik
Institut Kimia dan Ilmu Material, Universitas Normal Shaanxi, Deng Fang, dll. Dalam kondisi tidak ada asam karboksilat, etil ester asam asetat sebagai pelarut, metil tri-oktil hidrogen sulfat sebagai katalis perpindahan fasa, minyak kedelai epoksi disintesis dengan epoksidasi langsung. dari minyak kedelai dengan larutan 30% (fraksi massa) hidrogen peroksida. Hasil percobaan menunjukkan bahwa epoksidasi minyak kedelai dapat berhasil dicapai dengan hidrogen peroksida dalam kondisi tidak mengandung asam karboksilat, nilai epoksi produk adalah 6,27% dan nilai yodium adalah 5,80 g / 100 g bila larutan ph adalah 2, suhu reaksi adalah 60 ℃ dan waktu reaksi adalah 7h. Metode ini menghindari pembentukan asam dalam reaksi, mengurangi produksi produk sampingan dan meningkatkan kualitas produk. Wuya, Institut Ilmu Kimia dan Material, Shaanxi Normal University, reaksi oksidasi siklik minyak kedelai dilakukan dengan kompleks tungsten-oksigen sebagai katalis transfer fasa, dan hasilnya menunjukkan bahwa suhu reaksi 60 ℃, teka-teki minyak adalah pelarut, dan garam 1,2 - piridin (CWP) digunakan sebagai katalis. Nilai epoksi produk reaksi mencapai 6,4%, dan nilai yodium adalah 4,4 g / 100 g. Reaksi ini tidak menggunakan asam perasetat yang berbahaya dan asam sulfat korosif yang kuat, produk memperoleh warna menjadi dangkal, nilai epoksinya tinggi, kualitasnya bagus, namun penggunaan kembali kompleks oksigen masih menunggu penelitian lebih lanjut.
3 prospek pengembangan dan pemanfaatan minyak kedelai epoksi China
Peliat yang digunakan di negara kita dalam beberapa tahun terakhir adalah ester ftalat. Negara-negara asing karena kehilangan volatilitas DBP telah dieliminasi, DOP karena Institut Kanker Amerika Serikat (NCI) dan Food Administration (FDA) mengusulkan yang dapat menyebabkan kanker, sehingga membatasi penerapannya. Penelitian baru menunjukkan bahwa phthalates di lingkungan untuk melarikan diri, ke dalam tubuh atau hewan akan menghasilkan estrogen yang menyerupai estrogen, hewan jantan dan betina memiliki efek. Dari sudut pandang perlindungan lingkungan, produksi dan penerapannya akan dibatasi oleh peraturan lingkungan hidup. Minyak kedelai epoxy sebagai bahan tambahan plastik yang tidak beracun, plastik, stabil, akan semakin menyebabkan industri pengolahan plastik dan perusahaan produksi plasticizer menjadi perhatian yang tinggi. China kaya akan sumber minyak, lebih banyak varietas, terutama produksi minyak kedelai di garis depan negara-negara di seluruh dunia, yang menyediakan bahan baku untuk pengembangan minyak kedelai epoxy. Dalam beberapa tahun terakhir, dengan perkembangan industri etilen di China, produksi resin polivinil klorida telah berkembang pesat, pada tahun 2006 kapasitas produksi polyvinyl chloride kami telah mencapai 10,99 juta ton, produksi mencapai 8,641 juta ton, konsumsi mencapai 9,594 juta ton, kapasitas produksi tahun 2010 diperkirakan mencapai sekitar 14 juta ton, Permintaan akan mencapai sekitar 12,5 juta ton, maka permintaan pelunak juga akan meningkat secara signifikan, dan minyak kedelai epoksi sebagai bahan pelunak yang tidak beracun, prospek pengembangannya akan sangat luas. . Oleh karena itu, perusahaan produksi domestik yang relevan harus mempercepat kemajuan teknologi, memperbaiki industrialisasi teknologi produksi minyak epoksi kedelai, mengurangi biaya produksi, meningkatkan kualitas produk, untuk memenuhi industri pengolahan plastik untuk kebutuhan plasticizer berkualitas tinggi multi-fungsional, agar untuk mendapatkan keuntungan ekonomi yang lebih besar.