環(huán)氧大豆油常溫下為無毒無味的液體,其相對分子量為1000左右,大大高于普通增塑劑的分子量,因此它在聚氯乙烯制品中耐揮發(fā),不易遷移,不易散失,這對保持制品光、熱穩(wěn)定性和延長使用壽命是十分有益的。它不僅對聚氯乙烯有增塑作用,而且可使聚氯乙烯鏈上的活潑氯原子得到穩(wěn)定,可以迅速吸收因熱和光降解出來的HCl,從而阻滯聚氯乙烯的連續(xù)分解,起到穩(wěn)定的作用。

目前國內(nèi)環(huán)氧大豆油生產(chǎn)技術(shù)落后,仍然采用硫酸作為催化劑,生產(chǎn)過程需要大量堿水進(jìn)行洗滌,造成環(huán)境污染,產(chǎn)品的環(huán)氧值也較低,影響使用性能。

環(huán)氧大豆油生產(chǎn)工藝

本篇研究以大孔強(qiáng)酸性樹脂為催化劑,開發(fā)環(huán)氧大豆油生產(chǎn)新技術(shù),減少了生產(chǎn)過程污水排放,制備出高環(huán)氧值產(chǎn)品,提高了作為PVC增塑劑的使用性能。

一、實(shí)驗(yàn)

儀器和藥品大豆油(皂化值190mgKOH/g,碘值130140gI2/100g),濃硫酸(98%,AR),甲酸(88%,AR),乙酸(99.5%,AR),雙氧水(25%),乙醇(95%,AR),無水碳酸鈉(99.8%,AR),氫氧化鈉(96%,AR),大孔強(qiáng)酸型樹脂催化劑(交換容量大于5.0mmol/g)。JB300-D電動攪拌器;CS-501恒溫槽;SHB-111真空泵;FA2104N電子分析天平;電熱套;RE52C旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器等。

實(shí)驗(yàn)方法:粗豆油中除了甘油的脂肪酸酯外,還含有少量游離脂肪酸、磷酸、色素、蛋白質(zhì)、膠質(zhì)、蠟及固體雜質(zhì),原料的酸值和色澤將會影響成品的色澤、儲存穩(wěn)定性等性能指標(biāo),必須將粗油進(jìn)行精制,除去油中的有害雜質(zhì)。

實(shí)驗(yàn)步驟:

1)豆油精制:將200g大豆油和一定濃度的氫氧化鈉溶液200mL放入燒瓶中,在5060預(yù)處理3h,靜置分層,分離水相,用熱水洗滌至中性,再減壓蒸餾除去殘留水分。

2)將一定濃度的雙氧水、甲酸(乙酸),催化劑放入燒瓶中,在常溫下攪拌2h,然后把生成的過氧酸緩緩滴加到已精制的大豆油中,在一定溫度下攪拌反應(yīng)89h;用溫水洗滌,用碳酸鈉中和剩余的酸,減壓蒸餾除去殘留的水分,過濾即得產(chǎn)品。分析方法:環(huán)氧值:根據(jù)GB1677-81鹽酸丙酮法測定環(huán)氧值;碘值:根據(jù)GB1676-81測定碘值;酸值:根據(jù)GB1668-81測定酸值。

環(huán)氧大豆油生產(chǎn)工藝

二、結(jié)果和討論

在制備環(huán)氧大豆油的實(shí)驗(yàn)過程中,影響產(chǎn)品性能因素包括酸的類型、反應(yīng)溫度、催化劑種類、雙氧水的濃度、反應(yīng)時(shí)間等。

酸的類型對產(chǎn)品性能的影響：甲酸(乙酸)在酸性催化劑作用下,通過H2O2氧化成過氧酸:HCOOH+H2O2HCOOOH+H2O(1)實(shí)驗(yàn)中分別對甲酸和乙酸進(jìn)行了考察,發(fā)現(xiàn)合成過氧酸的反應(yīng)是可逆反應(yīng)。如果有機(jī)酸過量,過氧化反應(yīng)不完全,環(huán)氧化能力下降。反之若雙氧水過量,可使反應(yīng)向過氧酸一方移動,能保證在環(huán)氧化過程中有充分的過氧酸存在,有利于環(huán)氧化過程的進(jìn)行。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:采用甲酸合成的過氧酸,制備的環(huán)氧大豆油的環(huán)氧值高于乙酸,碘值和酸值低于乙酸,這說明甲酸的氧化性高于乙酸的氧化性,更易進(jìn)行環(huán)氧化反應(yīng)。