8013-07-8 / 環(huán)氧大豆油和大豆油的區(qū)別

環(huán)氧大豆油和大豆油的區(qū)別：

大豆油可以食用，環(huán)氧大豆油不能食用這是最基本的區(qū)別。

環(huán)氧大豆油是一種化工原料，有些類似于聚氯乙烯之類的塑料制品；大豆油是豆油的制成品，是已經(jīng)生產(chǎn)出來的最好的大豆油，是可以直接食用的大豆油大豆原油和豆油期貨是一個(gè)東西，是大豆經(jīng)過初步加工后產(chǎn)生的原油，這種油含有很多雜質(zhì)，對(duì)身體不好，需要再加工才可以出售給客戶食用。

關(guān)于環(huán)氧大豆油，下面我們來詳細(xì)介紹下：

環(huán)氧大豆油的英文名稱為Epoxidized Soybean Oil，簡(jiǎn)稱 ESO，是以食用大豆油為主要原料經(jīng)環(huán)氧化合成的一種化工產(chǎn)品，其主要成分為不飽和甘油脂肪酸酯的混合物，并含有微量的色素、磷脂、膠質(zhì)等雜質(zhì)，環(huán)氧大豆油產(chǎn)品不光具有相容性好、揮發(fā)性小、無毒等特點(diǎn)，而且可賦于制品優(yōu)良的光穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性、耐水性以及耐油性等特點(diǎn)?？捎米魇称泛退幤匪芰习b材料的增塑劑，也可用作皮革、油墨、涂料、合成橡膠以及液體復(fù)合穩(wěn)定劑等。

【理化性質(zhì)】

該產(chǎn)品在常溫下呈棕黃色至淡黃色的粘稠油狀液體，密度0.985±0.005(25℃)，凝固點(diǎn)-10~5℃，沸點(diǎn)150℃（0.5kPa，伴有分解），閃點(diǎn)280-310℃，著火點(diǎn)310℃，粘度325mPa?s（25℃)，折光率1.4713（25℃)?？扇苡跓N類、酯類、酮類、高級(jí)醇等有機(jī)溶劑，微溶于乙醇，不溶于水。急性毒性LD50（小鼠經(jīng)口）大于22.5ml/kg，無致癌性和誘變性，屬實(shí)際無毒產(chǎn)品。 環(huán)氧大豆油的含氧三元環(huán)結(jié)構(gòu)具有較大的張力，能與含有活潑氫原子的胺基、羥基、酸酐以及含不飽和鍵的基團(tuán)聚合，也可以通過催化時(shí)環(huán)氧鍵之間開環(huán)接枝而制備出性質(zhì)各異的聚合物，是一種非常有前途的聚合物工業(yè)原料。

【制備方法】

1.苯做溶劑過氧甲酸氧化法 該工藝以苯為溶劑,以硫酸作催化劑。甲酸和雙氧水在硫酸存在下,生成過氧甲酸,再與大豆油進(jìn)行環(huán)氧化反應(yīng),生成環(huán)氧大豆油。反應(yīng)方程式如下:

圖1為苯做溶劑過氧甲酸氧化法反應(yīng)方程式

原料配比:大豆油(皂化值190mgKOH/g,碘值130～140gI2/100g)1000kg,雙氧水(40%)670kg,硫酸(98%) 3kg,甲酸(85%)140kg,苯(工業(yè)品)350kg(可回收)。 制備方法:將豆油、甲酸、硫酸和苯按上述所列的用量配比投入反應(yīng)釜,攪拌混和均勻。在攪拌下緩緩加入40%含量的雙氧水。在滴加過程中,因反應(yīng)放熱,物料溫度會(huì)升高,要適量通冷卻水和放慢加入速度,控制溫度在室溫上下。雙氧水加完以后,再攪拌一段時(shí)間,等物料溫度在不通冷卻水時(shí)仍不上升,甚至稍許下降,即可停止攪拌。反應(yīng)液的分離精制包括靜置分層、分離廢酸水、堿洗、水洗、水蒸汽蒸餾、苯水分離、減壓蒸餾等各步驟。其中前4步可以直接在反應(yīng)器中進(jìn)行。

靜置后分為兩層,上層為油層,含產(chǎn)品和苯;下層為廢酸水。分出廢酸水以后,油層先用2%～5%的稀純堿液中和、洗滌,再用軟水洗至中性。水分離后,將油層進(jìn)行蒸餾,餾出之苯水混合物經(jīng)冷凝分離,可回收80%的苯返回應(yīng)用。釜液進(jìn)行減壓蒸餾,再經(jīng)壓濾得成品。此法采用苯作溶劑,溶解性好,反應(yīng)快,溫度低。但工藝生產(chǎn)流程長(zhǎng)而且復(fù)雜,產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定,成本高,設(shè)備多,“三廢”處理量大。

2.過氧甲酸氧化法 原料配比:精制豆油(碘值130～ 140gI2/100g)970kg,雙氧水(35%)650kg,穩(wěn)定劑(適量),甲酸(85%)125kg,硫酸(適量)。 制備方法:在環(huán)氧化釜中加入大豆油、甲酸、穩(wěn)定劑和微量硫酸,攪拌下滴加雙氧水進(jìn)行反應(yīng)。因整個(gè)體系為放熱反應(yīng),因而用冷卻水來控制反應(yīng)溫度,使其在60～70℃之間進(jìn)行環(huán)氧化反應(yīng),保溫反應(yīng)8h左右。反應(yīng)終止后冷卻、靜置分層,除去水分,油層用稀堿液進(jìn)行堿洗,再用軟水洗滌至中性。在脫水釜中120℃真空脫水即得本產(chǎn)品。環(huán)氧化反應(yīng)過程是放熱反應(yīng),溫度越高,反應(yīng)越劇烈,最終將導(dǎo)致開環(huán)和繼續(xù)氧化,從而使副產(chǎn)物增多,產(chǎn)品色澤變深,質(zhì)量下降。為了求得到最優(yōu)的產(chǎn)品及最高的收率,新方法采取了對(duì)環(huán)氧化全過程(升溫、滴加雙氧水、降溫、保溫反應(yīng),冷卻)的自動(dòng)化程序控制。由于過氧甲酸的氧化速率大于過氧乙酸,因此,縮短了生產(chǎn)流程,產(chǎn)品質(zhì)量好,自動(dòng)化程度高。使用中應(yīng)注意甲酸和部分分解的一氧化碳的毒性。

3.過氧乙酸氧化法 原料配比:大豆油(皂化值≥190mgKOH/g,碘值>120gI2/100g)1250kg,乙酸(99%)250～350kg,雙氧水(28%～30%)500～700kg,硫酸(98%)25～35kg,氫氧化鈉(4%～6%)適量。 制備方法:在耐酸容器中加入冰乙酸及濃硫酸慢慢加入雙氧水,混合攪勻后在室溫下靜置20～30h,即制得無色透明、有強(qiáng)烈刺激性氣味的過氧乙酸溶液。在反應(yīng)釜中,先加入大豆油,在攪拌下升溫至60～80℃,然后慢慢加入1/2體積的過氧乙酸溶液。滴加時(shí)應(yīng)勻速滴加,不宜過快,在2h左右滴完。過氧乙酸與大豆油反應(yīng)時(shí)會(huì)放熱而溫度升高,應(yīng)控制在60～80℃,滴完后,在60～80℃保溫2h。降至室溫,靜止分離,分離所得的油相再加入反應(yīng)釜中升溫至60～80℃,繼續(xù)加入余量的過氧乙酸溶液,同樣應(yīng)在2h左右滴完,滴完后在60～80℃保溫反應(yīng)3～5h,降至室溫,靜置分離,用40℃稀堿溶液洗滌油相,堿洗后用60℃水進(jìn)行水洗,洗滌至弱堿性(pH值8.5左右),油水分離后,加熱至120℃進(jìn)行減壓蒸餾脫水,制得環(huán)氧大豆油成品。

4.離子交換樹脂催化法 用離子交換樹脂做催化劑,過氧乙酸做氧化劑,無溶劑法合成環(huán)氧大豆油。 原料配比:大豆油(皂化值190mgKOH/g)200kg,雙氧水(30%)110kg,乙酸(99%)30kg,離子交換樹脂(732型)8～ 12kg,氫氧化鈉、氯化鈉、純水(適量)。 制備方法:在反應(yīng)釜中加入大豆油、離子交換樹脂及乙酸,加熱升溫至70～80℃,在攪拌下將雙氧水在40min內(nèi)均勻地加在反應(yīng)釜中,溫度升高時(shí)通冷水冷卻,保溫反應(yīng)12～18h。反應(yīng)結(jié)束后過濾,濾掉離子交換樹脂,靜置分層,油相用含2%～3%氫氧化鈉的飽和氯化鈉水溶液中和到微堿性(pH值達(dá)到8.5～9.0),然后用純水洗到中性,并且不含氯離子為止。靜置30min后,分離掉下部水層。將水洗后的粗品放入蒸餾釜中,減壓蒸餾脫水,即制得環(huán)氧大豆油。此法是制備環(huán)氧類增塑劑的良好方法。生產(chǎn)流程短、工藝簡(jiǎn)單、能耗低,不用溶劑,設(shè)備投資少,無三廢污染,生產(chǎn)穩(wěn)定、安全、產(chǎn)品不含任何有毒溶劑的特點(diǎn)。產(chǎn)品質(zhì)量好,但環(huán)氧化時(shí)間長(zhǎng)。

5.硫酸鋁催化法 甲酸與雙氧水在催化劑硫酸鋁的作用下反應(yīng)生成環(huán)氧化劑，然后在一定溫度范圍內(nèi)將環(huán)氧化劑加入到大豆油中，反應(yīng)完畢后經(jīng)堿洗、水洗、減壓蒸餾得到環(huán)氧大豆油。該工藝反應(yīng)活性高，后處理容易，收率可以高達(dá)96%，與陽離子交換樹脂催化法相比，催化劑成本低，不足之處是所用催化劑需要嚴(yán)格控制Fe2+的含量，含鐵量過高，F(xiàn)e2+在雙氧水存在下易起催化作用，加快雙氧水的分解，不利于環(huán)氧化反應(yīng)的進(jìn)行。同時(shí)，F(xiàn)e2+還會(huì)引起物料溫度急劇升高，難于控制環(huán)氧化反應(yīng)溫度。

6.相轉(zhuǎn)移催化氧化法 在無羧酸條件下，以乙酸乙酯為溶劑、甲基三辛基硫酸氫銨為相轉(zhuǎn)移催化劑，用30%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))過氧化氫溶液直接環(huán)氧化大豆油合成了環(huán)氧大豆油。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，無羧酸條件下，以過氧化氫為氧化劑可以成功地實(shí)現(xiàn)大豆油的環(huán)氧化，在溶液pH為2、反應(yīng)溫度60℃、反應(yīng)時(shí)間7h的條件下，產(chǎn)物的環(huán)氧值為6.27%，碘值為5.80g/100g。此方法避免了反應(yīng)中生成過酸，副產(chǎn)物生成量減少，提高了產(chǎn)品質(zhì)量。

【應(yīng)用】　

環(huán)氧大豆油屬于環(huán)氧類增塑劑，是一種廣泛用于塑料加工中的增塑劑和穩(wěn)定劑。在工業(yè)聚氯乙烯（PVC）樹脂加工中，它既能吸收PVC樹脂分解時(shí)產(chǎn)生的HCl，阻滯PVC的連續(xù)分解，又能捕獲PVC樹脂降解時(shí)游離出的自由基Cl?，終止Cl?的自由基反應(yīng)，可使PVC鏈上的活潑氯原子穩(wěn)定，減緩降解速度，起穩(wěn)定作用，延長(zhǎng)PVC制品的使用壽命。若與金屬穩(wěn)定劑協(xié)同作用，其穩(wěn)定效果更為顯著。

同時(shí)，環(huán)氧大豆油與PVC的相容性極好，能快速均勻分散在PVC體系內(nèi)，削弱PVC大分子間的作用力，增大分子間的活動(dòng)性，使PVC的流動(dòng)性得以改善，從而對(duì)PVC樹脂有增塑作用。此外，在PVC加工成型過程中，只要添加少量的環(huán)氧大豆油，就會(huì)改善操作條件，提高加工速度，降低能耗，提高PVC制品的表面質(zhì)量，并不同程度地提高制品的各項(xiàng)物理性能，如耐熱老化性、耐折性等，對(duì)降低生產(chǎn)成本和提高經(jīng)濟(jì)效益起到積極作用。 由于環(huán)氧大豆油具有良好的光、熱穩(wěn)定性，以及增塑、耐抽出、遷移性小、揮發(fā)性低、相容性好、低溫柔韌性等特點(diǎn)，幾乎適用于所有的軟、硬PVC制品中，如各種薄膜、管材、片材、人造革、地板革、電線電纜料、冰箱密封條、塑料壁紙、墊片，以及其他日用塑料制品、制作要求很高的攝影膠片等。對(duì)戶外使用的PVC制品，為保證無毒、透明、耐熱、耐低溫、增韌、抗老化等性能，必須使用環(huán)氧大豆油。一般在PVC制品中加入2-10份環(huán)氧大豆油，即可大大改善其耐候性，顯著提高其穩(wěn)定性。

環(huán)氧大豆油作為環(huán)保、增塑、穩(wěn)定、可生物降解的增塑劑，完全符合美國(guó)FDA食品添加劑規(guī)則和歐盟RoHS環(huán)保指令和REACH法規(guī)，是國(guó)際公認(rèn)的環(huán)保綠色增塑劑，廣泛應(yīng)用于食品、藥品的包裝材料、兒童玩具、家庭裝飾材料、PVC軟制品，以及透明瓶、透明盒等領(lǐng)域。 此外，環(huán)氧大豆油在涂料、粘合劑等方面的應(yīng)用也越來越廣泛。因其具有價(jià)格便宜、光敏性較強(qiáng)、涂膜性能良好、分子鏈柔性好，粘度較低等特性，在涂料應(yīng)用方面呈三大熱點(diǎn)：與丙烯酸反應(yīng)制備環(huán)氧豆油丙烯酸酯體系涂料，陽離子光固化體系涂料，或?qū)⑵浠烊氲揭恍┏Ｓ玫耐苛象w系中作為改性劑使用，如在低VOC含量的醇酸涂料中添加環(huán)氧大豆油作為活性稀釋劑。

【主要參考資料】

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