二、几种增塑剂的合成工艺
1、环氧大豆油的合成工艺
(1)溶剂法生产工艺 该工艺以苯为溶剂,以硫酸作催化剂。甲酸和双氧水在硫酸存在下,生成过氧甲酸,在与大豆油进行环氧反应,生成环氧大豆油。以苯作溶剂,溶解性好,反应快,温度低;但工艺流程长且复杂,产品质量不稳定,环氧值在5%左右,生产成本高,设备多,三废处理量大,溶剂苯有一定的毒性。因此现在多采用下面的方法来合成ESO。
(2)无溶剂固体酸催化法 在环氧化中不加溶剂,只加大豆油、甲酸或乙酸,在固体酸催化剂下与低浓度双氧水反应生成环氧大豆油,整个体系为放热反应,用冷却水控制反应温度60℃至70℃间进行环氧化。反应结束后静置分层,下层分出母液时过滤出固体酸催化剂可循环利用,母液继续回收有机酸。上面油层用稀碱液中和及软水洗涤,去水层,油层减压蒸馏去水得ESO馏分为成品。
2、硅酸三氯丙基苯酯的合成工艺 在装有搅拌器、温度计、高效回流冷凝管并在冷凝管上口接有HCl吸收装置的100mL四口瓶中,通入氮气保护,加入17g(0.1mL)SiCl4,25℃时开始滴加9.5g(0.1mol)苯酚,待HCl放完后,在冷凝管上口换装一个可及度伸缩膨胀的软密封套,搅拌,并在液面下滴加18.6g(0.32mol)环氧丙烷,冰水浴冷却,以滴加速度控制温度,滴完后,在50℃左右反应4h。减压蒸馏出过量的反应物及少量的氯丙醇,过滤即得液体硅酸三氯丙基苯酯,其产率为98%。
3 、环己烷-1,2-二羧酸二异辛酯增塑剂的合成
本产品以环己烷-1,2-二羧酸酐与2-乙基己醇在催化剂的作用下直接酯化合成。
反应方程式
工艺流程如下: 环己烷羧酸酐+2-乙基己醇催化剂→酯化→脱醇→精制→吸附脱色→过滤→成品
(1) 酯化反应
本工艺采用间歇酯化法,反应原理如下:
酯化反应的终点是以酸值是否达到内控标准来决定的,酸值反映的是之花工序醇酯混合物中单酯酸的含量,是酯化反应进程的体现。
(2) 脱醇
脱醇时,反应体系应处于减压状态,控制好压力、温度。
(3) 精制
精制的方法是在减压条件下,在精制釜中用直接蒸汽闪蒸,将粗酯中的残留醇和少量低沸物脱除,提高产品的纯度和闪点等指标,精制过程中应严格控制过程参数,如温度、压力、流料流量等
(4) 吸附脱色、过滤
采用医用级活性炭,利用活性炭的多孔性,将精制后的粗酯中的微量色素、可见絮状物等杂质吸附出来,严格控制吸附脱色过程中的时间、温度及吸附剂的配合使用,提高最终成品的品质。
过滤采用离心式过滤器作为过滤设备,可以提高生产效率、收率和环境保护。
三、我国环保型增塑剂的开发利用前景 目前我国增塑剂行业发展PVC环保化无毒增塑剂主要面临两大难题:(1)催化合成工艺水平不高,导致体系副产物增多,收率不高;(2)产量低,生产成本高。总体而言,我国环保增塑剂品种与国外相比还是相当匮乏,产品档次还不能完全适应功能高分子材料对市场发展的需求。因此今后努力的方向:(1)采用新型催化剂(2)采用新型合成工艺(3)降低成本。所以未来环保型增塑剂的发展方向是大型化、连续化、自动化,以降低产品价格并且更好地适应市场需求。
今后大力发展无毒增塑剂,加快淘汰有毒增塑剂、开发推广新型无毒增塑剂特别是卫生要求性高的产品是塑料助剂行业的当务之急,所以国内增塑剂生产企业应该早做准备,建议尽快借鉴国外的做法,一方面对传统的增塑剂进行改性研究。另一方面研究新的催化、分离工艺,尽快将性价比更高、安全性更可靠、对环境友好的新一代增塑剂产品推向市场。而研发无害、价廉、节能、助剂效果好等优点的新型环保增塑剂作为替代材料,是当下塑胶制品行业亟待解决的问题和发展的方向。