可降解的增塑劑——環氧大豆油,環氧大豆油的用途與功效簡介
環氧大豆油(epoxidized soybean oil,簡稱ESO),是一類有機物,化學式為(RC2H2OR'COO)3C3H5,常溫下為淺黃色黏稠油狀液體。無毒。沸點150℃(0.53 kPa)。溶於大多數有機溶劑和烴類,不溶於水。具有優良的耐熱、耐光性及相溶性。常用於聚氯乙烯製品作增塑劑,尤其適用於聚氯乙烯透明製品、食品包裝製品及其它無毒製品中
環氧大豆油的含氧三元環結構具有較大的張力,能與含有活潑氫原子的胺基、羥基、suanganyijihanbubaohejiandejituanjuhe,yekeyitongguocuihuashihuanyangjianzhijiankaihuanjiezhierzhibeichuxingzhigeyidejuhewu,shiyizhongfeichangyouqiantudejuhewugongyeyuanliao。
通常,植物油增塑劑已實用於PVC樹脂,用量在15%。改性後植物油增塑劑用量可高於15%,20%,40%和50%。典型的增塑劑用量上限為70%左右。高環氧增塑劑較高濃度,將提供高的熱穩定性。
ESO是一種無毒塑料增塑劑,是美國食品藥物管理局(PDA)批準的可用於食品包裝材料的增塑劑,在PVC無毒製品、PVC透明製品、透明瓶、透明盒、食品、藥物包裝材料、PVC醫用“輸血袋”,PVC戶外使用的塑料製品、防水卷材、塑料門窗、貼牆紙塑料膜等的生產製造時,都使用ESO作為增塑劑。
ESO增塑劑衍生物如ESO季戊四醇酯、ESO丙二醇酯、ESOyierchunzhideng。huanyangdadouyoubingxisuanzhihuahewuhehuanyangdouyoubingxisuanzhihuahewudemouxieanyanshengwukeyiyongyushengchanmouxiejuanzhiyanshengwu,erzhezhongyanshengwubenshenkezuoweiyouyongdetuliao、黏合劑、成型成分等,或可與其他材料組成產生同樣有用的組分。將植物油脂肪酸環氧化和乙酰化進一步得到環氧酯,環氧值等於或小於8。用於PVC增塑劑,可以改善PVC聚合物的特性,這種可再生的化合物,能降低成本。用於主增塑劑,以改進複合PVC,獲得最先進和更好的物理性質,如在低溫條件下,具有較高混合效率與靈活性,以提高抗脂肪族溶劑萃取並改善抗紫外線降解。
PVC是最**和應用最廣泛的乙烯塑料,PVC大都用增塑劑增塑。大量的PVC通常被稱為硬質PVC,用於管道和類似應用中,高抗化學物質是必需的。PVC增塑的形式廣泛應用於包括薄膜、電纜外皮、成型、固定產品、輸送機織帶、玩具和軟管。增塑PVC也用做皮革的替代品,可用於服裝和麵料。
環氧化植物油在工業上已得到廣泛應用,如ESO賦予製品良好的機械性能、耐候性能及電性能,除了廣泛地用於塑料門窗、管材、室內裝潢材料、電線電纜及薄膜之外,還可用來製作要求很高的攝影膠片等,及作為生產電冰箱門上密封墊的專門增塑劑。
ESO用來作為輔助增塑劑,具有優良的熱加工和柔性,在典型的擠出加工溫度下,經過對PVC聚合物進行測試,ESO已被發現,適用於典型的PVC穩定劑的配方,有助於在現有技術上提高2%~3%的水平。為了進一步提高高溫穩定性,可以加入如鋅、鈣硬脂酸鹽金屬皂與PVC、ESO組成複合熱穩定劑。
ESO可用於製備偏氯乙烯聚合物,偏氯乙烯聚合物具有優良的熱穩定性 。
環氧化合物包括ESO、EPSO、環氧亞麻籽油等。其中環氧油酯最常用於PVC輔助穩定劑,無毒,在一定程度上是作為輔助增塑劑、熱穩定劑,用於生產半硬質和硬質PVC製品。
PVC的降解始於脫氯化氫反應,而脫氯化氫往往從烯丙基氯開始,氯化氫的存在則加快PVC的降解速度,使之很快形成一種多烯的鏈結構。
PVC受shou熱re時shi,顏yan色se由you無wu色se透tou明ming轉zhuan變bian成cheng褐he色se,表biao現xian出chu長chang共gong軛e多duo烯xi鏈lian區qu結jie構gou上shang的de特te點dian。多duo烯xi鏈lian區qu的de氧yang化hua也ye會hui產chan生sheng羰tang基ji和he過guo氧yang化hua氫qing基ji團tuan,這zhe些xie基ji團tuan導dao致zhiPVC發生一係列的物理變化使顏色加深。ESO本身的環氧基為氯化氫的吸收體,可以和烯丙基氯發生反應部分除掉烯丙基,由此延緩了PVC的降解。因此,ESO也是PVCyouxiaoderewendingji。zuoweihansanyuanhuanyangdehuanyangdadouyounengheyoujixichanshengxietongxiaoying,changqifahuirewendingxingheguangwendingxing,nengjianshaoangguideyoujijinshuyanwendingjideyongliang 。
化妝品成分組成中有效的增塑劑和溶劑,用於成膜物質,其中增塑劑為環氧油,用於構成指甲油成分,化妝產品或護發產品。
按重量計,增塑劑用於成膜材料中由3%~15%的增塑劑組成,15%~35%成膜物質和溶劑等。這些塑化劑具有使用上的靈活性,而不削弱整體性能。如ESO、環氧亞麻油、EPSO以及它們的混合物。合適的環氧化油用於化妝品成分作為指甲油組分**黏度,是200~400 mPa·S 。
環氧大豆油可作為柔軟劑添加到口香糖,可以優化口感。該柔軟劑,也被稱為增塑劑和塑化劑,一般加量約5%~15%(重量),用於生產口香糖使用的彈性體增塑劑包括醋酸三甘油酯、EPSO、卵磷脂,以及它們的複合組分 。相比於其他增塑劑,環氧大豆油有毒性幾乎沒有,而且價格低廉等的優點。
ESO可與檸檬酸聚合,在牛皮紙上形成聚酯塗層,用於製造可生物降解的農膜。這種塗層可提高紙的濕強度,降低紙的降解速度。
環保型增塑劑可以用於生物聚合物。可以改善生物聚合物的性能,使之更加靈活和/或改變流動特性。多數生物聚合物可以使用大量環保型增塑劑。包括甘油、醋酸三甘油酯、環氧油酯等。
對以石油為基礎的高分子材料日益增長的需求使石油已日漸枯竭。廉價、可(ke)生(sheng)物(wu)降(jiang)解(jie)高(gao)分(fen)子(zi)材(cai)料(liao)的(de)開(kai)發(fa),對(dui)油(you)脂(zhi)基(ji)高(gao)分(fen)子(zi)材(cai)料(liao)的(de)開(kai)發(fa)是(shi)一(yi)種(zhong)補(bu)充(chong),可(ke)以(yi)極(ji)大(da)地(di)擴(kuo)大(da)和(he)發(fa)展(zhan)多(duo)樣(yang)化(hua)的(de)生(sheng)物(wu)油(you)市(shi)場(chang),同(tong)時(shi)改(gai)善(shan)環(huan)境(jing),減(jian)少(shao)對(dui)石(shi)油(you)產(chan)品(pin)的(de)依(yi)賴(lai)。用(yong)於(yu)橡(xiang)膠(jiao)的(de)增(zeng)塑(su)劑(ji),可(ke)以(yi)是(shi)不(bu)從(cong)石(shi)油(you)中(zhong)提(ti)取(qu)的(de)材(cai)料(liao),不(bu)論(lun)是(shi)合(he)成(cheng)或(huo)天(tian)然(ran),具(ju)有(you)增(zeng)塑(su)劑(ji)功(gong)能(neng)的(de)均(jun)可(ke)應(ying)用(yong)。該(gai)增(zeng)塑(su)劑(ji)還(hai)包(bao)括(kuo)這(zhe)些(xie)化(hua)合(he)物(wu)的(de)衍(yan)生(sheng)產(chan)品(pin)

目前,環氧大豆油的生產方法主要有溶劑法和無溶劑法兩大類,具體生產方法主要有過氧甲酸氧化法、離子交換樹脂催化法、硫酸鋁催化法、過氧羧酸氧化法以及相轉移催化氧化法等。
該工藝以苯為溶劑,硫酸作催化劑,甲酸和過氧化氫在硫酸存在下,生成過氧甲酸,再與大豆油進行環氧化反應生成環氧大豆油。
甲酸或乙酸與過氧化氫在催化劑硫酸的作用下反應生成環氧化劑,在一定溫度範圍內將環氧化劑滴加到大豆油中,反應完畢後經堿洗滌、水洗滌、jianyazhengliudedaochanpin。muqian,daduoshudeshengchanqiyedoucaiyongjiasuanzuoweihuanyanghuadehuoxingyangzaiti,shiyongzhongyingzhuyijiasuanhebufenjiasuanfenjieshengchengdeyiyanghuatandeduxing。
該(gai)工(gong)藝(yi)的(de)特(te)點(dian)是(shi)工(gong)藝(yi)簡(jian)單(dan),生(sheng)產(chan)流(liu)程(cheng)短(duan),能(neng)耗(hao)低(di),設(she)備(bei)投(tou)資(zi)少(shao),生(sheng)產(chan)安(an)全(quan),所(suo)得(de)產(chan)品(pin)質(zhi)量(liang)好(hao),不(bu)含(han)任(ren)何(he)有(you)毒(du)溶(rong)劑(ji),不(bu)足(zu)之(zhi)處(chu)是(shi)環(huan)化(hua)時(shi)間(jian)比(bi)較(jiao)長(chang)。
甲酸與雙氧水在催化劑硫酸鋁的作用下反應生成環氧化劑,然後在一定溫度範圍內將環氧化劑加入到大豆油中,反應完畢後經堿洗、水洗、減壓蒸餾得到環氧大豆油。該工藝反應活性高,後處理容易,收率可以高達96%,與陽離子交換樹脂催化法相比,催化劑成本低,不足之處是所用催化劑需要嚴格控製Fe2+的含量,含鐵量過高,Fe2+在雙氧水存在下易起催化作用,加快雙氧水的分解,不利於環氧化反應的進行。同時,Fe2+還會引起物料溫度急劇升高,難於控製環氧化反應溫度。
以乙酸乙酯為溶劑、甲基三辛基硫酸氫銨為相轉移催化劑,用30%(質量分數)過guo氧yang化hua氫qing溶rong液ye直zhi接jie環huan氧yang化hua大da豆dou油you合he成cheng了le環huan氧yang大da豆dou油you。實shi驗yan結jie果guo表biao明ming,無wu羧suo酸suan條tiao件jian下xia,以yi過guo氧yang化hua氫qing為wei氧yang化hua劑ji可ke以yi成cheng功gong地di實shi現xian大da豆dou油you的de環huan氧yang化hua,在zai溶rong液yepH為2、反應溫度60℃、反應時間7h的條件下,產物的環氧值為6.27%,碘值為5.80g/100g。此方法避免了反應中生成過酸,副產物生成量減少,提高了產品質量。
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