植物油基单酸醇醚增塑剂的合成及工艺优化文献综述

 2022-01-26 08:01

全文总字数:4108字

  1. 二聚酸是不饱和脂肪酸在一定条件下聚合而成的二元酸,其分子量是原脂肪酸的二倍。二聚酸通常以米糠油中的油酸或亚油酸作原料经过催化聚合而得,为碳链较长(C36) 含有双键链、环状脂肪族二元羧酸[1]。二聚酸具有优良的热稳定性且耐腐蚀性,被广泛地用作燃料油、润滑油、液压油等的添加剂。其衍生物二聚酸聚酰胺树脂中以非反应型聚酰胺的应用量最大,在常温下是固态,具有很好的热塑性和黏结性,因此约一般数量的非反应型聚酰胺用于制备热熔胶。此外,另一半数量的非反应型聚酰胺则应用于热熔性喷墨,使得墨水具有更好的防水性能、色泽深度和印刷质量。

    此外,值得我们关注的是二聚酸生产过程中不可避免的会产生废料单酸。目前不仅没有工厂对其进行有效的利用,而且还增加了生产成本。

    增塑剂是一种工业上常用的高分子材料助剂,能够加强高分子材料的韧性和强度,因此被广泛地应用于塑料、粘合剂、树脂等方面。塑化剂是大宗工业品,广泛应用于国民经济各领域,包括塑料、橡胶、粘合剂、纤维素、树脂、医疗器械、电缆等成千上万种产品中。一般常使用的保鲜膜,一种是无添加剂的PE(聚乙烯)材料,但其黏性较差;另一种广被使用的是PVC(聚氯乙烯)保鲜膜,有大量的塑化剂,以让PVC(聚氯乙烯)材质变得柔软且增加黏度,非常适合生鲜食品的包装。另一个广泛存有塑化剂的产品是PVC制造的儿童玩具,欧盟已经明定塑料玩具中塑化剂的含量需0.1%以下。女性经常使用之香水、指甲油等化妆品,则以邻苯二甲酸酯类作为定香剂,以保持香料气味,或使指甲油薄膜更光滑。传统增塑剂以石油基的邻苯二甲酸酯类为主,主要有邻苯二甲酸二辛酯(DOP)、邻苯二甲酸二丁酯(DBP)、邻苯二甲酸二酯(DEHP)等。该类增塑剂种类多达上百种,但是由于对人体生殖器官、基因和心脑血管等造成危害,严重可致癌,因此西方国家已经禁止使用苯二甲酸酯类增塑剂,我国也逐步完善增塑剂类使用法规。

    因此,制备新型生物基增塑剂势在必行。随着我国油脂化工产业的快速发展, 油脂及其精炼副产物脂肪酸的产量较快增加, 为二聚酸及其衍生物的开发和生产提供了充足的原料。陈洁[7]通过研究以资源丰富、价格便宜的木本油脂资源为原料设计开发出了生物基环氧类增塑剂,开辟出有价值的二聚酸附加产品。谢冰雪[5]等人用直接酯化法将二聚酸和乙二醇丁醚进行合成反应,弥补了二聚酸烷氧基酯类增塑剂增塑剂的空白。

    综合以上来看,本实验的创新之处是以二聚酸生产过程中产生的废料单酸为原料合成出新型的增塑剂,由于二聚酸生产历史短且生产工艺不断创新,人们对单酸的组成、性质以及应用开始广泛地研究,实现废物再利用的过程。

  2. 酯化工艺研究

直接酯化法:酸和和醇在催化剂地作用下直接生成酯的反应。该反应属于可逆反应,反应过程中会有小分子的水产生,所以为了保证反应顺利向后进行,我们需要用带水剂将水份带出。直接酯化法具有诸多优点,例如成本低廉、工艺简单、酸值低等,因此大多数生产采用直接酯化法。

反应式:

酯交换法:顾名思义就是酯与醇、酸、酯(不同的酯)在酸或碱的催化作用下下生成一个新酯和一个新醇、酸、酯的反应。该反应基于酯化反应进行,所以属于可逆反应,酯溶液中存在少量的游离酸和醇。

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