環氧脂肪酸甲酯的制備及應用
增塑劑是應用廣泛的塑料橡膠添加劑之一,其中鄰苯二甲酸酯類應用較為廣泛。隨著人們對塑料增塑劑安全性能要求的不斷提高,環氧增塑劑越來越受到國內外的重視。環氧脂肪酸甲酯是一種新型環保增塑劑,具有無毒、光熱穩定性好、相容性好、揮發性低、遷移小等優點,可有效替代鄰苯二甲酸酯類的使用。
在環氧脂肪酸甲酯的合成中,用甲酸和過氧化氫形成環氧化劑過氧甲酸,環氧脂肪酸甲酯中的雙鍵稱取自制脂肪酸甲酯、甲酸、催化劑適量,加入機械攪拌、恒壓滴漏斗的三口燒瓶中,在攪拌下油浴加熱,升溫至預定溫度,緩慢滴加過氧化氫,滴加后保持反應溫度一定時間。反應完成后,將反應液轉移至分液漏斗,丟棄下層水層。油層用一定量的5%NaOH水溶液堿洗,再用熱水沖洗至pH≈7,水層分離得到粗品。通過減壓蒸餾得到目標產物環氧脂肪酸甲酯。
甲酸路線適合工業化生產環氧脂肪酸甲酯。復合表面活性劑的加入縮短了反應周期。采用對甲苯磺酸作酸催化劑,對操作人員和設備有利。更佳工藝條件為:脂肪酸甲酯:甲酸:過氧化氫=1∶0.1∶0.6,對甲苯磺酸=1.5%,復合表面活性劑=0.2%,反應時間4h,反應溫度60℃。在此條件下,產品環氧值可達62.4%。
環氧值按gb1677-81測定。通過紅外光譜掃描對產物的結構進行了表征。環氧脂肪酸甲酯在3008.95cm-1波數處碳-碳雙鍵有明顯的拉伸振動,而環氧脂肪酸甲酯在同一波數附近沒有這種特征峰。同時,環氧脂肪酸甲酯在843.5cm-1波數處有一個環氧基特征峰,表明環氧脂肪酸甲酯發生了雙鍵環氧化反應。
環氧脂肪酸甲酯可用于生產普通PVC塑料制品和特殊功能PVC塑料制品。具有配伍性好、水提取率低、塑化效率高、無毒不揮發、對人體無潛在危害等特點。將本品添加到塑料制品中,可提高制品的柔韌性、光澤度、耐寒性、熱穩定性和光穩定性,減少穩定劑的用量。因此,該產品不僅可以用于一般的PVC塑料制品,而且在兒童玩具、食品、醫藥等。
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