阅读次数:人次

酯化合成环保增塑剂自动化技术应用

摘要:随着我国经济发展水平的不断提高,很多领域开始推广应用绿色环保型材料或者产品,催化合成的环保增塑剂开始在我国高新技术领域广泛应用,说明了这种材料有着较大的发展空间及应用潜力,本文将催化合成环保增塑剂催化反应工艺、种类、制备及应用综合论述,提出未来应用方向及趋势。

关键词:环保增塑剂;催化合成;反应工艺;应用

截至到2011年,我国已经生产了超过300万吨的增塑剂,用量最大的是邻苯酯类,大约占总增塑剂产量的70%以上。但是鉴于该增塑剂致癌报道较多,一度引起国内外广泛关注,法律层面也开始限制其使用,而在当前环保理念下,催化合成的无毒、无害、环保增塑剂受到人们欢迎与青睐。下面对催化合成环保型增塑剂进行具体研究。

1新型环保非邻苯类增塑剂

1.1生物基植物油增塑剂

环氧植物油基类产品有着可再生性,加上分子结构中的无芳香环结构使其广泛运用于橡胶、高分子材料、涂料工艺等领域。环氧增塑剂的优势体现在,有着较低的毒性,可用于医药及食品包装材料领域。其中,在国外环氧大豆油消费量占据比重最高,在我国,环氧增塑剂消费量占增塑剂总量的25%左右。环氧大豆油环氧基活性非常高,并有良好稳定作用对于光和热,能够发挥稳定剂作用,有着较低的挥法性及迁移性。并且应用环氧大豆油的聚氯乙烯塑料制品可大大将物理性能提高,包括耐老化性、耐折性等。

1.2聚酯类增塑剂

这种增塑剂实际上是一种非常普遍的塑料制剂,因为其性能较好,被广泛于高分子材料、新型橡胶制品的助剂。该增塑剂的特点是无毒、无味并且不与水相溶。国内关于聚酯合成开展了很多研究,取得了诸多研究成果,下面介绍其中两个研究成果。(1)2011年,有研究人员合成了增塑剂聚环已烷1,2二甲酸二甘醇酯,借助了钛酸四正丁酯催化剂的催化作用下合成,综合考察并分析了各种影响反应的因素,找到了最佳实验场所,各项条件均满足实验要求,得到了12000左右相对分子质量的产品,分布指数为1.20,有着0.35%的加热减量,由此可以判定,合成物质的热稳定性良好。(2)同年,还有研究人员合成了聚乙二酸三甘醇酯,使用到的反应原料有二缩三乙二醇、已二酸等,使用的催化剂为钛酸四正丁酯。最终得到了相对分子质量6230的产品,相对质量分布指数为1.05,并发现流动性较好,并有着较好的热稳定性。聚酯增塑剂有关其毒性的报道较少,证明该增塑剂有着较低的毒性,安全性较高,可以直接与食品或者药品接触。合成聚酯增塑剂的催化剂种类较多,包括金属化合物型的、强酸型的、钛系的等等。

1.3柠檬酸酯类

柠檬酸与正丁酸为原料,通过催化剂合成的产物就是柠檬酸。柠檬酸三丁酯(TBC)的特点是有着较好的相容性、较高效的增塑性并且不容易挥发、有着较强的耐候性等,比如,TBC对于纤维素树脂都有着非常强的可增塑性,要想将制品的硬度增强,就可以通过TBC与其他无毒增塑剂共同使用的方式实现,尤其在纤维醚有着更为显著的应用效果。此外,TBC还具有无毒、抗菌的作用,阻燃性较强,由此在医疗器械、食品瓶密封圈、薄膜、饮料吸管等产品领域得到广泛应用,有效解决这些领域对灭菌阻燃增塑剂的需求。

2环氧化及酯化合成催化剂

2.1环氧化催化剂

新型环氧化催化剂当前是环氧化催化剂的研究热点,是一种较为高效的氧化催化剂,其特点是热稳定性高。有研究人员开展了一项研究,主要是对催化剂的性能进行考察,方法是用化学方法将氧化大豆油合成,使用双氧水、溶剂与助剂,并将其应用在其他油脂环氧化中,结果显示了,环氧产物有着98%以上的选择性。并且红外光谱法显示了催化剂氧化过程中将催化中间体形成,这是提高催化活性的重要基础与保障。还有一个研究热点是分子筛催化剂,实际上是一种铝酸盐,比表面积较大并且孔道结构较为有序、规整,其特性主要就是对分子筛分,可以用作制备新型氧化反应的催化剂,由此,成为了人们研究的热潮。

2.2酯化催化剂

作为一种可逆性反应,为了将反应速率及酯化的速率增快,通常会将适量的催化剂加入其中,浓硫酸是一种工艺领域广泛应用的酯化反应催化剂。虽然浓硫酸价格低、产物获得率高、活性高,但是容易出现一些副反应,有着较差的反应选择性及较低的纯度。最致命的缺陷是容易腐蚀设备,埋下安全隐患。由此,人们开始将酯化反应催化剂作为替代浓硫酸的催化剂,并做出了很多相关研究与实验。下面介绍两组实验研究成果:有研究比较纳米二样化钛、浓硫酸、介孔二氧化钛三种催化剂的催化活性,催化对象为酯化水杨酸。结果显示,介孔二氧化钛固定超强酸催化剂是以上三种催化剂中活性最高的,并且稳定性也最高,可能与其较大比表面积有关。还有一组研究是研究人员制备了新型固体超强酸催化剂,使用到的模板为胶原纤维模板,结果显示有着非常高的催化活性,可能与多孔结构有关,酯化率达到98%以上。离子液体催化剂非常符合我国绿色、节能、环保的理念,是一种绿色的新催化材料,同时也是绿色化工研究热点对象。其中,酸性离子液体反应活性位密度高、有着多样化结构并且可依据实际情况调节酸度,浓硫酸的易燃性及毒性使其应用危险性增大,由此,人们用来替代浓硫酸。

3结束语

当前,节能环保、绿色健康的生活理念已经渗透到社会各个领域,同时也渗透到了催化剂合成环保增塑剂领域,由环氧化、酯化催化剂制备合成已经成为重要技术,逐渐将原有的落后的合成方式取代了,从而获得最高效、最环保的转化成果,真正与低耗能、污染小的原则契合。由此,高效化的环氧化催化剂、酯化催化剂已经成为催化合成环保增塑剂未来重要发展方向。同时,相关企业还要对生产工艺积极改进,更新换代新的设备,加快产业结构调整步伐,增强对环保增塑剂不同类型材料中加工、应用性能的研究,从而逐步引导催化合成环保增塑剂朝向低碳、节能方向发展。

参考文献:

[1]秦岩,姚志龙,宋昭峥,蒋庆哲.环保增塑剂环氧脂肪酸甲酯催化合成工艺优化[J].工业催化,2013,21(03):50-55.

[2]蒋平平,张书源,冷炎,董玉明,张萍波.催化合成环保增塑剂的研究及其应用进展[J].化工进展,2015,31(05):953-964.

[3]闫文峰,崔英德.环保增塑剂—柠檬酸三丁酯催化合成的研究概况[J].广东化工,2015(01):25-27.

作者:赵中谦 单位:山东元利科技股份有限公司

关于本站:中国最大的权威的公务员门户网站-公务员之家创建历经7年多的发展与广大会员的积极参与,现已成为全国会员最多(95.4万名会员)、文章最多、口碑最好的公务员日常网站。荣膺搜狐、新浪等门户网站与权威媒体推荐,荣登最具商业价值网站排行榜第六位,深受广大会员好评。

公务员之家VIP会员俱乐部

在公务员之家您可以分享到最新,最具有时事和代表性的各类文章,帮助你更加方便的学习和了解公文写作技巧,我们愿与您一同锐意进取,不懈的追求卓越。

如何加入公务员之家VIP会员
第一步:先了解公务员之家,查看VIP会员特权
第二步:银行汇款或在线支付,汇款即时到帐
第三步:汇款后立刻联系我们,将您的汇款金额和流水号告诉客服老师,3分钟内系统核查完毕并发送VIP会员帐号到您的手机中,直接登陆即可。

网站首页 | 关于我们 | 文秘服务 | 发表服务 | 支付方式 | 常见问题 | 联系我们