플라스틱 산업의 급속한 발전으로 인해, 가소제에 대한 요구는 점점 더 커지고 있습니다. 동시에, 최근 몇 년 동안 사람들의 환경 보호에 대한 인식이 증가함에 따라 플라스틱 첨가제는 더 높은 건강 요건을 제시했습니다. 일반적으로 사용되는 가소제 프탈레이트 에스테르는 잠재적 인 발암 위험을 가지고 있기 때문에, 새로운 무독성 가소제를 개발하는 것이 중요합니다. 에폭시 콩기름은 새로 개발 된 무독성 가소제로 플라스틱, 특히 폴리 비닐 클로라이드 가공에 대한 전망이 풍부합니다.
에폭시 콩기름의 특성 및 응용
에폭시 대두유는 정제 된 대두유의 과산화수소 처리로 만든 화학 제품으로 영어로는 Epoxidizedsoy-beanoil (ESO), 분자식 c57h98o12, 분자량 약 1000입니다. 옅은 황색의 점성이있는 기름 같은 액체의 상온에서, 흐름 점 1 ℃, 비등점 150 ℃ (0.5kPa), 점화 점 310 ℃, 점도 325mpa (s) (25 ℃), 굴절률 1.4713 (25 ℃). 탄화수소, 케톤, 에스테르, 고급 알콜 및 기타 유기 용제에 용해. 에탄올에 약간 용해되고 물에 불용입니다.
에폭시 대두유는 내열성, 가볍고 상호 침투성이 좋으며 부드러움과 인성이 낮고 휘발성이 적고 독성이 없으므로 특히 식품 및 약물 플라스틱 포장재 가소제에 광범위하게 적용됩니다. 에폭시 콩기름은 PVC 가공에 널리 사용됩니다. 에폭시 그룹은 PVC 분해에 의해 유리 라디칼을 포획 할 수 있고, PVC 분해의 자유 라디칼 반응을 종결시키고, 분해 속도를 늦추고, PVC 제품의 내광성, 내열성 및 내유성을 향상시킬 수 있으며, 우수한 기계적 강도 내후성 및 전기적 성질을 포함한다. 염화 비닐에 가소 화 효과가있을뿐만 아니라 염화 비닐 사슬의 활성 염소 원자를 안정화시킬 수있을뿐만 아니라 열과 빛에 의해 분해되는 HCL을 신속하게 흡수하여 염화 비닐의 연속 분해를 막고 안정화 함수. 농업 필름, 노천 PVC 파이프 및 케이블 제품 에폭시 콩기름을 첨가하여 제품의 내열성, 내광성 및 내후성을 높일 수 있습니다. 또한 에폭시 대두유의 PVC와의 상용 성은 매우 좋으며 PVC 시스템에 신속하게 고르게 분산되어 PVC 고분자 사이의 힘을 약화시켜 분자간의 활동을 증가시킵니다. PVC 가공의 과정에서, 에폭시 대두유의 소량의 사용은 가공 에너지 소비를 줄이고, 처리 속도를 개선하고, 작업 조건을 개선하고, 제품 표면 품질을 개선하고, 비용을 절감하고, 경제적 효율성을 향상시키는 것이 긍정적 인 역할을하는 한 역할. 에폭시 콩기름 및 폴리 에스테르 가소제는 폴리 에스테르 가소제의 이동을 줄일 수 있습니다. 카드뮴, 아연과 같은 금속염 안정제와 함께 사용할 경우 우수한 시너지 효과를 발휘합니다. 이 제품의 사용은 다른 가소제, 안정제 및 윤활유의 양을 줄이는 데 적합합니다. 이 제품은 모든 PVC 제품, 투명 병, 투명 상자, 다양한 식품 포장재, 의약품 "수혈 가방", 다양한 필름, 시트, 튜브, 냉장고 씰, 냉동 장비 및 자동차에 적용됩니다. 가스켓, 인조 가죽, 바닥 가죽, 플라스틱 벽지, 와이어 및 케이블 및 기타 일일 사용 플라스틱 제품뿐만 아니라 특수 잉크, 액체 복합 안정제. PVC 야외 플라스틱 제품, 방수 멤브레인, 플라스틱 문과 창문, 스티커 벽지, 플라스틱 필름 등등 제품은 비 독성, 투명, 열, 저온, toughening, 안티 에이징 등을 보장하기 위해 에폭시 콩기름을 사용해야합니다 에. 또한 무독성 에폭시 대두유로 식품 포장재, 완구 및 가정용 장식재 등의 첨가물로도 사용될 수 있습니다.
2 에폭시 콩기름의 제조 방법
현재 에폭시 콩기름의 주요 생산 방법은 용매 법 및 용제가없는 방법이며, 주요 생산 방법은과 초산 산화, 이온 교환 수지 촉매, 황산 알루미늄 촉매,과 초산 산화 및 상 전이 촉매 산화법이다.
2.1과 아세트산 산화법
이 공정은 용매로서 벤젠, 촉매로서 황산, 포름산 및 과산화수소를 사용하여 황산의 존재하에과 아세트산을 생성하고 에폭시 콩기름을 생산하기 위해 대두유를 에폭시 화한다. 콩기름, 개미산, 황산 및 벤젠을 일정 비율로 반응 케틀에 넣어 균일하게 교반 혼합합니다. 과산화수소의 40 % (WT) 함량을 교반에 서서히가한다. 드립 공정 동안, 반응 온도는 냉각수 및 조절 낙하 가속에 의해 제어된다. 과산화수소가 첨가 된 후 일정 시간 동안 교반하고 냉각수의 물질 온도가 상승하지 않거나 약간의 방울을 떨어 뜨리면 교반을 멈출 수 있습니다. 다음 정적 계층화, 제품 및 벤젠, 폐기물 산성 물의 하위 계층을 포함하는 오일 레이어에 대한 상위 계층. 폐산 수를 분리 한 후 유층을 중성화시키고 2 % -5 % 묽은 탄산 음료로 세척 한 후 중성으로 씻어 낸다. 수분 분리 후, 유층을 증류하고, 벤젠과 물의 혼합물을 응축에 의해 분리하고, 벤젠의 80 %를 재순환시킬 수있다. 케틀의 액체는 감압되고, 완제품은 압력에 의해 여과된다. 프로세스가 빠른 반응 속도와 낮은 온도를 가지고 있지만 프로세스가 길고 복잡하고, 제품의 품질이 불안정하고, 에폭시 값이 약 5 %이며, 생산비가 높고, 장비가 많으며, "3 가지 폐기물"처리 양은 크며, 용제 벤젠은 특정 독성을 가지고있다. 점차 솔벤트가없는 방법으로 대체되고 있습니다. 2.2과 아세트산 산화법
포름산 또는 아세트산과 과산화수소가 반응하여 촉매 황산의 작용하에 고리 산화제를 생성하고, 반응 완결 후, 알칼리 세정에 의해 그 생성물을 얻은 특정 온도 범위에서 고리 산화제를 대두유에 첨가한다 , 물 세척 및 감압 증류. 이 방법의 제조 공정은 짧고, 반응 온도가 낮고, 반응 시간이 짧고, 부산물이 적으며, 제품의 품질이 높고, 용매로서 벤젠의 생산 기술이 기본적으로 대체된다. 포름산의 분자는 아세트산보다 작기 때문에과 아세트산의 산화 속도는과 아세트산의 산화 속도보다 높으므로 포름산에 의해 생성 된 제품의 품질은 약간 더 좋고 반응 공정은 더 짧다. 현재, 생산 기업의 대부분은 에폭시 화의 활성 산소 운반체로서 포름산, 포름산 및 독성에 의해 생성 된 일산화탄소의 산 분해의 일부를 사용한다. 대련 광전자 학회는 용제가없는 상태에서과 초산 에폭시 대두유의 합성과 에폭시 화에 대한 주요 반응 조건의 영향, 그리고 기술적 경로, 기술적 과정, 기술적 조건 및 제품 품질에 대한 연구 용매 법에 의한 에폭시 콩기름의 합성 및 무용제 방법을 비교한다. 용제가없는 방법은 단순한 생산 공정, 용제 회수 문제, 낮은 원료 소비, 짧은 생산주기, 국내 유사 제품의 선진 수준에 이르는 제품 품질의 장점을 가지고 있으며 벤젠 용매 오염의 문제를 해결합니다. 생산 프로세스를 개선하고 근로자의 생산 환경을 개선합니다. 동시에 Zhangzhou 화학 공장에서 복건 연구소 화학 공학, 용제없는 한 단계 에폭시 화 과정의 사용, 과산화수소와 빙하 아세트산은 촉매의 존재하에 형성의 반응하에 아세트산 및 정제 된 대두유 반응으로 에폭시 콩기름을 얻는다. 이는 용매로서의 벤젠, 촉매로서의 황산, 높은 제품 비용, 다량의 "3 폐기물"처리 및 낮은 수율의 많은 합성 단계의 단점을 극복합니다. 솔벤트가없는 공정으로 제조 된 에폭시 대두유 가소제의 열 안정성은 명백하게 개선되었으며 에폭시 (에폭시)의 열 안정성은 용매 공정의 60 ~ 80 %에서 95 % 이상으로 증가했지만 "3 폐기물 "오염 및 장비 파이프 라인 부식이 극복되었습니다. 또한 희석 된 암모니아 - 과산화수소를 사용하여 원유를 정제하면 오일의 손실을 줄이고 정제 된 오일의 색을 식용유 기준보다 좋게 만들 수 있음을 발견했습니다. 촉매없이 에폭시 화 반응, 우레아를 안정제의 주성분으로 사용, 에폭시 화 반응 시간 단축, 거친 색이 매우 얕음; 알칼리 세척 세척 공정을 대체하는 거친 제품의 유기산을 제거하기 위해 세 번 세척 및 세척을 사용하면 유청 물의 유화 및 손실을 크게 줄일 수 있으며 오일 - 물 2 상 층화에 도움이됩니다. 현재이 기술은 산업용 어플리케이션에 사용되어왔다.
2.3 이온 교환 수지의 촉매 방법
솔벤트가없는 방법은 용매의 많은 결점을 극복하지만, 반응 안정성이 좋지 않고, 제품의 에폭시 값이 낮으며, 제품의 진한 색상, 장비의 부식 및 심각한 환경 오염, 황산으로의 양이온 교환 수지의 대체 등의 단점이 있습니다 촉매로서,과 아세트산 또는 아세트산을 산화제로 사용하여, 무용 매 조건 하에서 에폭시 콩기름을 합성하는 공정은 이러한 단점을 극복 할 수있다. 반응 케 틀럼에 대두유, 이온 교환 수지 및 아세트산을 넣고 70-80 ℃로 가열하고, 반응 주전자에 과산화수소를 40 분에 걸쳐 균일하게 첨가하고 온도가 상승하면 냉수가 냉각되고 열 보존 반응은 12- 18 시간. 반응을 여과 한 후, 이온 교환 수지를 제거하고, 정적 층을 분리하고, 2 % -3 % 수산화 나트륨을 함유하는 포화 NaCl 용액으로 마이크로 - 알칼리 (ph 값 8.5-9.0)로 중성화시킨다 ), 순수한 물로 중성 및 염소가없는 이온으로 정제됩니다. 30 분간, 하부층을 분리한다. 증류 솥으로 굵은 제품을 씻은 후 에폭시 대두유 제품을 감압 증류 탈수 할 수 있습니다. 프로세스는 간단한 프로세스, 짧은 생산 프로세스, 낮은 에너지 소비, 적은 장비 투자, 안전한 생산, 제품의 좋은 품질, 아니 독성 용제로 특징입니다, 결핍은주기 시간이 상대적으로 오래입니다. 이 연구는 사용 된 양이온 수지가 95 % 에탄올 환류 세척 및 회수 수지 2 시간, 세척, 건조 및 수지 전처리를 통해 촉매 활성이 현저하게 감소되었을 때 재사용 될 수 있다는 것을 발견했다. .
2.4 알루미늄 황산 촉매 법
포름산과 과산화수소는 반응하여 황산 알루미늄 촉매의 작용으로 환원제를 생성 한 후 특정 온도 범위에서 대두유에 환원제를 첨가하고 에폭시 대두유는 알칼리 세척, 세척 및 진공 증류로 얻는다. 반응. 이 공정은 양이온 교환 수지 촉매 방법과 비교하여 높은 반응성, 가공 용이성, 수율이 96 %로 높을 수 있고, 촉매 비용이 낮으며, 촉매가 엄격하게 Fe2 + 함량, 철 함량을 제어해야한다는 결점이있다 과산화수소의 존재 하에서 fe2 +가 너무 높아서 촉진 촉매로서 작용하기 쉽고 에폭시 화 반응의 진행에 바람직하지 못하다. 동시에, fe2 +는 재료 온도를 급격하게 상승시켜 에폭시 화 반응 온도를 제어하기 어렵게 만든다.
2.5 상 전이 촉매 산화법
용매로서 아세트산 에틸 에스테르, 상 전이 촉매로서 메틸 트리 옥틸 수소 설페이트, 직접 에폭시 화에 의해 에폭시 대두유를 합성 하였다 (에폭시 대두유). 의 대두유를 30 % (질량 분획)의 과산화수소 용액으로 처리 하였다. 실험 결과, 카복실산이없는 조건에서 과산화수소에 의해 대두유의 에폭시 화가 성공적으로 이루어질 수 있으며, 용액 ph가 2 일 때 에폭시 값은 6.27 %이고 요오드 값은 5.80g / 100g이고, 반응 온도는 60 ℃, 반응 시간은 7 시간이다. 이 방법은 반응에서 산의 형성을 피하고 부산물 생성을 줄이며 제품 품질을 향상시킵니다. Wuya, Shaanxi Normal University의 화학 및 재료 과학 연구소에서 콩기름의 환원 산화 반응을 상전이 촉매로 산소 - 텅스텐 착물로 수행 한 결과, 반응 온도는 60 ℃, 오일 수수는 용매 였고, 1,2- 피리딘 염 (CWP)을 촉매로 사용 하였다. 반응 생성물의 에폭시 값은 6.4 %에 도달하였고, 요오드 값은 4.4g / 100g이었다. 이 반응은 위험한과 초산 및 강한 부식성 황산을 사용하지 않으며, 제품은 얕은 색을 얻으며, 에폭시 값이 높고, 품질은 양호 하나, 산소 복합체의 재사용은 여전히 더 많은 연구가 기다리고있다.
3 중국의 에폭시 콩기름 개발 및 이용 전망
최근 우리 나라에서 사용되는 가소제는 프탈레이트 에스테르입니다. DBP의 휘발성 손실로 인해 외국이 제거되었으며 미국 암 연구소 (NCI)와 식품 관리청 (FDA)이 암을 유발할 수 있으므로 DOP가 적용되어 그 적용이 제한됩니다. 새로운 연구에 따르면 환경에서 프탈레이트가 몸이나 동물로 빠져 나와 에스트로겐을 모방하는 것으로 나타났습니다. 남성과 여성의 동물은 효과가 있습니다. 환경 보호의 관점에서 볼 때 환경 규제에 의해 생산 및 적용이 제한 될 것입니다. 비 독성, 가소 화, 안정한 플라스틱 첨가제로 에폭시 콩기름은 플라스틱 가공 산업과 높은 관심사의 가소제 생산 기업을 점차적으로 일으킬 것입니다. 중국은 석유 자원, 더 많은 품종, 특히 에폭시 콩기름 개발을위한 원자재를 제공하는 전세계 국가의 선두에있는 대두유 생산이 풍부합니다. 최근 몇 년 동안, 중국의 에틸렌 산업의 발전과 함께, 폴리 염화 비닐 수지의 생산이 급속하게 발전하였으며, 2006 년 우리의 폴리 염화 비닐 생산 능력은 1099 만 톤에 이르렀고 생산량은 8641 만 톤, 소비량은 9954 만 톤, 2010 년 생산 능력은 약 1400 만 톤에 달할 것으로 예상되며, 수요는 약 1,250 만 톤에 달할 것이며, 가소제에 대한 수요도 비약적으로 증가 할 것이고 에폭시 콩기름은 무독성 가소제로서 그 개발 전망은 매우 넓을 것입니다 . 따라서 국내 관련 생산 기업은 기술적 진보를 가속화해야하며, 에폭시 대두유 생산 기술의 산업화를 개선하고, 생산 원가를 줄이고, 제품 품질을 향상시켜, 고품질의 다기능 가소제 요구에 맞는 플라스틱 가공 산업을 충족시켜야한다. 더 큰 경제적 이익을 얻습니다.