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19802099234
環(huán)氧大豆油(Epoxidized Soybean Oil,簡稱ESO)是一種重要的化工產(chǎn)品,它是通過大豆油經(jīng)過氧化處理制得。常溫下,環(huán)氧大豆油呈現(xiàn)出淺黃色黏稠油狀液體的形態(tài),具有一系列獨特的化學(xué)性質(zhì)和廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域。環(huán)氧大豆油,不可食用,以豆油和雙氧水為主要原料為原料合成的一種化工產(chǎn)品,它無味、無毒、色淺透明度高,主要成分為不飽和甘油脂肪酸酯(如環(huán)氧亞油酸酯、環(huán)氧油酸酯等)混合物,屬于工業(yè)用油的一種,屬于化學(xué)物質(zhì),含有微量的色素、磷脂、膠質(zhì)等雜質(zhì)。在常溫下為淺黃色大豆油味粘稠透明油狀液體,沸點150℃,粘度325mpa.S,可溶于烴類、酮類、酯類、高級醇等有機溶劑,主要應(yīng)用于特種油墨、油漆、涂料、合成橡膠以及液體復(fù)合穩(wěn)定劑等,可與PVC樹脂相容,其具有揮發(fā)性低、遷移性小的特性,同時具有優(yōu)良的熱穩(wěn)定性和光穩(wěn)定性,耐水性和耐油性也好,可賦予制品良好的機械強度、耐候性及電性能,是國際認可的用于食品包裝材料的化工藝助劑。
環(huán)氧大豆油的化學(xué)式為(RC2H2OR'COO)3C3H5,分子量約為1000。其物理性質(zhì)方面,相對密度約為0.989,環(huán)氧值一般為6.6%。在常溫下,它的凝固點為-8℃,沸點則在150℃(0.53kPa)時達到。此外,環(huán)氧大豆油的折射率為1.4716,黏度(25℃)為325mP·a·s,閃點(開環(huán))高達280℃以上。這些物理性質(zhì)使得環(huán)氧大豆油在多種化學(xué)和工業(yè)應(yīng)用中表現(xiàn)出色。
中文名:環(huán)氧大豆油
外文名:epoxidized soybean oil
別 名:環(huán)氧甘油三酸酯
簡稱:ESO
分子量:約1000
CAS登錄號:8013-07-8
EINECS登錄號:232-391-0
熔 點:-10~5℃
沸 點:150℃(0.53 Kpa,伴有分解)
水溶性:<0.01%(25℃)
密 度:0.988-0.999 g/cm3
外 觀:常溫下為淺黃色黏稠油狀液體
閃 點:≥280℃ 應(yīng) 用 無毒增塑劑等
包裝:200KG/桶
環(huán)氧大豆油為多種脂肪酸酯組成:環(huán)氧亞油酸酯(51~57%)、環(huán)氧油酸酯(32~36%),環(huán)氧棕櫚酸酯(2.4~6.8%)等的混合物。
折射率(nD25):1.4713
相對密度:0.988-0.999(20/4℃)
該品在水中的溶解度 ,溶于烴類、酮類、酯類、高級醇等有機溶劑,微溶于乙醇,不溶于水。
黏度(25℃):325 mPa·s
蒸氣壓:13.32 Pa(150℃)
表面張力:34 dyn/cm(20℃)
膨脹系數(shù):0.00071/℃(10-40℃)
著火點:310℃
環(huán)氧大豆油作為一種聚氯乙烯穩(wěn)定劑潤滑劑兼輔助增塑劑,其無色無毒的特性,也讓它順利通過所有環(huán)保檢測。小劑量的使用就能極大地提高光熱穩(wěn)定性,并且與金屬穩(wěn)定劑共用會有明顯的協(xié)同效果。
從化學(xué)性質(zhì)來看,環(huán)氧大豆油具有優(yōu)良的耐熱性、耐光性、耐候性以及相溶性。其分子結(jié)構(gòu)中的環(huán)氧基團賦予了它獨特的反應(yīng)活性,可以與多種化合物發(fā)生開環(huán)反應(yīng)。例如,環(huán)氧大豆油上的環(huán)氧基可以與胺基、羧基、磷酸及磷酸酯等發(fā)生反應(yīng),生成新的化合物。這種反應(yīng)活性使得環(huán)氧大豆油在化學(xué)合成和改性中具有廣泛的應(yīng)用潛力。

環(huán)氧大豆油,環(huán)氧增塑劑ESO的化學(xué)性質(zhì)及用途
在溶解性方面,環(huán)氧大豆油溶于烷烴和大多數(shù)有機溶劑,如烴類、酮類、酯類、高級醇等,但微溶于水。這種溶解性特點使得它在制備涂料、油墨、橡膠等高分子材料時能夠與其他組分充分混合,形成均勻的體系。
環(huán)氧大豆油的主要用途之一是作為聚氯乙烯(PVC)的無毒增塑劑和穩(wěn)定劑。由于它與PVC樹脂相容性好,揮發(fā)性低,遷移性小,因此被廣泛應(yīng)用于PVC制品的生產(chǎn)中。在PVC制品中添加環(huán)氧大豆油,不僅可以改善其加工性能,如降低熔融溫度、提高流動性,還可以顯著提高制品的柔韌性和機械強度。同時,環(huán)氧大豆油的無毒性使其特別適用于食品包裝材料、醫(yī)用制品等對安全性要求極高的領(lǐng)域。
除了作為增塑劑外,環(huán)氧大豆油還可用于提高PVC制品的熱穩(wěn)定性和光穩(wěn)定性。在加工和使用過程中,PVC制品容易受到熱和光的影響而發(fā)生降解,導(dǎo)致性能下降。而環(huán)氧大豆油中的環(huán)氧基團能夠吸收和分散這些能量,從而延緩PVC制品的降解過程,延長其使用壽命。
此外,環(huán)氧大豆油在橡膠工業(yè)中也有重要應(yīng)用。它可以作為氯化橡膠、丁腈橡膠等合成橡膠的增塑劑和軟化劑,改善橡膠的加工性能和物理性能。在涂料和油墨工業(yè)中,環(huán)氧大豆油可以作為溶劑和增稠劑,提高涂料和油墨的附著力和流平性。
ESO是一種無毒塑料增塑劑,是美國食品藥物管理局(PDA)批準的可用于食品包裝材料的增塑劑,在PVC無毒制品、PVC透明制品、透明瓶、透明盒、食品、藥物包裝材料、PVC醫(yī)用“輸血袋”,PVC戶外使用的塑料制品、防水卷材、塑料門窗、貼墻紙塑料膜等的生產(chǎn)制造時,都使用ESO作為增塑劑。
ESO增塑劑衍生物如ESO季戊四醇酯、ESO丙二醇酯、ESO乙二醇酯等。環(huán)氧大豆油丙烯酸酯化合物和環(huán)氧豆油丙烯酸酯化合物的某些胺衍生物可以用于生產(chǎn)某些聚氨酯衍生物,而這種衍生物本身可作為有用的涂料、黏合劑、成型成分等,或可與其他材料組成產(chǎn)生同樣有用的組分。將植物油脂肪酸環(huán)氧化和乙酰化進一步得到環(huán)氧酯,環(huán)氧值等于或小于8。用于PVC增塑劑,可以改善PVC聚合物的特性,這種可再生的化合物,能降低成本。用于主增塑劑,以改進復(fù)合PVC,獲得先進和更好的物理性質(zhì),如在低溫條件下,具有較高混合效率與靈活性,以提高抗脂肪族溶劑萃取并改善抗紫外線降解。
PVC是應(yīng)用最廣泛的乙烯塑料,PVC大都用增塑劑增塑。大量的PVC通常被稱為硬質(zhì)PVC,用于管道和類似應(yīng)用中,高抗化學(xué)物質(zhì)是必需的。PVC增塑的形式廣泛應(yīng)用于包括薄膜、電纜外皮、成型、固定產(chǎn)品、輸送機織帶、玩具和軟管。增塑PVC也用做皮革的替代品,可用于服裝和面料。
環(huán)氧化植物油在工業(yè)上已得到廣泛應(yīng)用,如ESO賦予制品良好的機械性能、耐候性能及電性能,除了廣泛地用于塑料門窗、管材、室內(nèi)裝潢材料、電線電纜及薄膜之外,還可用來制作要求很高的攝影膠片等,及作為生產(chǎn)電冰箱門上密封墊的專門增塑劑。
ESO用來作為輔助增塑劑,具有優(yōu)良的熱加工和柔性,在典型的擠出加工溫度下,經(jīng)過對PVC聚合物進行測試,ESO已被發(fā)現(xiàn),適用于典型的PVC穩(wěn)定劑的配方,有助于在現(xiàn)有技術(shù)上提高2%~3%的水平。為了進一步提高高溫穩(wěn)定性,可以加入如鋅、鈣硬脂酸鹽金屬皂與PVC、ESO組成復(fù)合熱穩(wěn)定劑。ESO可用于制備偏氯乙烯聚合物,偏氯乙烯聚合物具有優(yōu)良的熱穩(wěn)定性。
穩(wěn)定劑
環(huán)氧化合物包括ESO、EPSO、環(huán)氧亞麻籽油等。其中環(huán)氧油酯最常用于PVC輔助穩(wěn)定劑,無毒,在一定程度上是作為輔助增塑劑、熱穩(wěn)定劑,用于生產(chǎn)半硬質(zhì)和硬質(zhì)PVC制品。
PVC的降解始于脫氯化氫反應(yīng),而脫氯化氫往往從烯丙基氯開始,氯化氫的存在則加快PVC的降解速度,使之很快形成一種多烯的鏈結(jié)構(gòu)。
PVC受熱時,顏色由無色透明轉(zhuǎn)變成褐色,表現(xiàn)出長共軛多烯鏈區(qū)結(jié)構(gòu)上的特點。多烯鏈區(qū)的氧化也會產(chǎn)生羰基和過氧化氫基團,這些基團導(dǎo)致PVC發(fā)生一系列的物理變化使顏色加深。ESO本身的環(huán)氧基為氯化氫的吸收體,可以和烯丙基氯發(fā)生反應(yīng)部分除掉烯丙基,由此延緩了PVC的降解。因此,ESO也是PVC有效的熱穩(wěn)定劑。作為含三元環(huán)氧的環(huán)氧大豆油能和有機錫產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng),長期發(fā)揮熱穩(wěn)定性和光穩(wěn)定性,能減少昂貴的有機金屬鹽穩(wěn)定劑的用量。
化妝品增塑劑
化妝品成分組成中有效的增塑劑和溶劑,用于成膜物質(zhì),其中增塑劑為環(huán)氧油,用于構(gòu)成指甲油成分,化妝產(chǎn)品或護發(fā)產(chǎn)品。
按重量計,增塑劑用于成膜材料中由3%~15%的增塑劑組成,15%~35%成膜物質(zhì)和溶劑等。這些塑化劑具有使用上的靈活性,而不削弱整體性能。如ESO、環(huán)氧亞麻油、EPSO以及它們的混合物。合適的環(huán)氧化油用于化妝品成分作為指甲油組分首選黏度,是200~400 mPa·S 。
口香糖
環(huán)氧大豆油可作為柔軟劑添加到口香糖,可以優(yōu)化口感。該柔軟劑,也被稱為增塑劑和塑化劑,一般加量約5%~15%(重量),用于生產(chǎn)口香糖使用的彈性體增塑劑包括醋酸三甘油酯、EPSO、卵磷脂,以及它們的復(fù)合組分。相比于其他增塑劑,環(huán)氧大豆油有毒性幾乎沒有,而且價格低廉等的優(yōu)點。
生物降解農(nóng)膜
ESO可與檸檬酸聚合,在牛皮紙上形成聚酯涂層,用于制造可生物降解的農(nóng)膜。這種涂層可提高紙的濕強度,降低紙的降解速度。
環(huán)保型增塑劑可以用于生物聚合物。可以改善生物聚合物的性能,使之更加靈活和/或改變流動特性。多數(shù)生物聚合物可以使用大量環(huán)保型增塑劑。包括甘油、醋酸三甘油酯、環(huán)氧油酯等。
對以石油為基礎(chǔ)的高分子材料日益增長的需求使石油已日漸枯竭。廉價、可生物降解高分子材料的開發(fā),對油脂基高分子材料的開發(fā)是一種補充,可以極大地擴大和發(fā)展多樣化的生物油市場,同時改善環(huán)境,減少對石油產(chǎn)品的依賴。用于橡膠的增塑劑,可以是不從石油中提取的材料,不論是合成或天然,具有增塑劑功能的均可應(yīng)用。該增塑劑還包括這些化合物的衍生產(chǎn)品 。
近年來,隨著環(huán)保意識的增強和可持續(xù)發(fā)展理念的深入人心,環(huán)氧大豆油作為一種可再生資源的化工產(chǎn)品,其應(yīng)用前景越來越廣闊。在生物降解塑料、環(huán)保涂料、綠色油墨等領(lǐng)域,環(huán)氧大豆油正在逐步替代傳統(tǒng)的石油基化學(xué)品,成為推動綠色化學(xué)和循環(huán)經(jīng)濟發(fā)展的重要力量。
值得一提的是,盡管環(huán)氧大豆油具有諸多優(yōu)點和廣泛應(yīng)用,但其生產(chǎn)過程也需要注意環(huán)保和安全問題。在生產(chǎn)過程中,應(yīng)嚴格控制原料質(zhì)量和反應(yīng)條件,以減少廢水、廢氣和固廢的產(chǎn)生。同時,應(yīng)加強生產(chǎn)設(shè)備的維護和保養(yǎng),防止泄漏和事故的發(fā)生。對于產(chǎn)生的廢棄物,應(yīng)采取合理的處理措施,確保符合環(huán)保要求。
在科研領(lǐng)域,環(huán)氧大豆油的改性研究也備受關(guān)注。通過引入新的官能團或改變分子結(jié)構(gòu),可以進一步提高環(huán)氧大豆油的性能和應(yīng)用范圍。例如,通過開環(huán)聚合或與馬來酸酐等化合物反應(yīng),可以制備出具有特定性能的低聚物或高分子化合物。這些改性產(chǎn)物在高性能材料、功能材料等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。
此外,環(huán)氧大豆油還可以與其他生物基化學(xué)品進行共混或復(fù)合,以制備出具有優(yōu)良性能的生物基復(fù)合材料。這些復(fù)合材料在包裝材料、建筑材料、汽車內(nèi)飾等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用空間。
總之,環(huán)氧大豆油作為一種重要的化工產(chǎn)品,具有獨特的化學(xué)性質(zhì)和廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域。隨著科技的不斷進步和環(huán)保意識的不斷增強,環(huán)氧大豆油的應(yīng)用前景將更加廣闊。未來,我們將看到更多基于環(huán)氧大豆油的創(chuàng)新產(chǎn)品和服務(wù),為人們的生活帶來更多便利和美好。同時,我們也應(yīng)關(guān)注其生產(chǎn)過程中的環(huán)保和安全問題,推動其向更加綠色、可持續(xù)的方向發(fā)展。安全問題,推動其向更加綠色、可持續(xù)的方向發(fā)展。