绿色增塑剂环氧大豆油的开发

绿色增塑剂环氧大豆油的开发
随着人们环保意识的逐步增强,世界各国对增塑剂提出了更高的卫生要求。

目前主要使用的邻苯二甲酸酯类增塑剂,由于属低分子物质,挥发性较大,容易在环境中散逸,进入人体或动物体内会产生仿雌性激素,具有潜在的致癌危险性,在许多国家其生产、应用已受到相关法规(如欧盟RoHS环保指令)的严格限制。

同时我国也于2006年颁布中国版的RoHS指令以及2008年6月1日实施对塑料袋的“限塑令”。

这些环保法规的实施,对增塑剂生产企业来说,是挑战更是机遇。

而且,邻苯二甲酸酯类增塑剂来源于石油,
近年来,能源危机不断加剧,原油大幅涨价
带动了增塑剂成本急剧上涨,发展明显减缓,增塑剂面临产品结构和品种调整。

由可再生植物资源制备的环氧大豆油,作为性能优越的新型环境友好增塑剂,已受到越来越多塑料加工业和增塑剂生产企业的高度关注,被视为邻苯二甲酸酯类增塑剂的良好替代品
之一,应是增塑剂行业产品调整的方向。

文章综述了环氧大豆油的合成工艺及生产现状、性能与用途,并指出环氧大豆油应用的发展趋势。

1合成工艺
五十年代初,国外开始生产环氧大豆油,主
要生产国有美国、英国、德国、日本和前苏联。

从七十年代起,环氧大豆油生产工艺由有机溶剂法转向无溶剂法,从间歇式生产转向连续化生产,从单一型催化剂向复合型发展。

我国于六十年代初期开始批量生产环氧大豆油,制备方法主要有溶剂法和无溶剂法。

前期采用溶剂法生产,由于存在溶剂回收困难、生产周期长、产品质量差、成本高、环境污染大等缺点,发展速度缓慢[1]。

从八十年代起开始研究无溶剂法合成工艺,九十年代取得了较大发展,已逐步取代溶剂法生产工艺。

无溶剂法生产工艺以大豆油为基料,不同的合成工艺选用不同的有机羧酸(主要为甲酸或乙酸)、氧化剂、催化剂、稳定剂等。

原料大豆油使用精油和粗油均可,精油直接进行环氧化反应,而粗油需预先精制。

温占平[2]等以碱性介质对粗豆油进行精制工艺研究,取得了较好效果。

根据有机羧酸使用情况,环氧大豆油合成工艺可分为过氧羧酸氧化法、无羧酸催化氧化法(属于溶剂法),而过氧羧酸氧化法使用的催化剂主要有浓硫酸、离子交换树脂、硫酸铝、相转移催化剂、杂多酸(盐)等。

4发展前景
目前在欧洲、日本、北美地区等发达国家的人均塑料消费量已超过100kg,环氧大豆油的人均消费量也达到17kg以上,而我国的人均塑料消费量只有25kg,环氧大豆油仅为1.6kg左右[19],差距巨大。

在美国环氧大豆油消费量仅次于邻苯二甲酸酯和脂肪族二元酸酯增塑剂,居第三位。

并且环氧大豆油的市场售价低于DOP等邻苯二甲酸酯类增塑剂,具有明显的价格优势。

因此环氧大豆油在我国的生产和应用存在巨大的市场空间。

环氧大豆油不仅可直接作为增塑剂,而且可作为化工原料或中间体,因为环氧大豆油分子结构上含有大量的环氧基,可以与胺基或异氰酸酯基反应,制备涂料、粘合剂及油墨
用树脂。

环氧大豆油还可以制备多羟基化合物,用于制备弹性体、水性聚合物等,降低对石油化工产品的依赖性,开发前景十分诱人[20]。

我国是农业大国,油料资源十分丰富,品种
较多,特别是大豆油的产量处于世界各国前列,符合国家产业导向,这对环氧大豆油产
品的发展非常有利。

5结语
综上所述,环氧大豆油作为绿色环保增塑剂,极具发展潜力和广阔的市场前景,环氧大豆油增塑剂生产企业宜抓住机遇,加快技术创新,促进技术进步,优化生产工艺,扩大生产规模,提高生产自控水平,降低生产成本,以满足塑料加工行业对高品质、环保化、多功能增塑剂的需求,争取更大的经济效益和良好的社会效益。