ГЛАВА 1. ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ И ПРИМЕНЕНИЕ РАСТИТЕЛЬНОГО ЭПОКСИДИРОВАННОГО МАСЛА

1.1. Свойства и применение растительного эпоксидированного масла

Эпоксидированное соевое масло (ESBO) представляет собой совокупность органических соединений, полученных в результате эпоксидирования соевого масла.

ESBO производится из соевого масла в процессе эпоксидирования. Полиненасыщенные растительные масла широко используются в качестве предшественников эпоксидированных нефтепродуктов, поскольку они имеют большое количество углерод-углеродных двойных связей, доступных для эпоксидирования. Эпоксидная группа более реакционноспособна, чем двойная связь, что обеспечивает более энергетически благоприятный сайт для реакции и делает масло хорошим поглотителем соляной кислоты и пластификатором. Обычно пероксид или надкислота используются для добавления атома кислорода и преобразования связи -C=C- в эпоксидную группу.

Эпоксидированное масло производится путем эпоксидирования. Используемым сырьем является соевое масло и перекись водорода, а реакция ускоряется с помощью катализатора. Затем происходит очистка. 

Содержание кислорода оксирановой группы в эпоксидированном масле является высоким, в то время как йодное число низкое. Таким образом, эпоксидированное соевое масло может использоваться в качестве безопасной добавки при производстве ПВХ и различных типов полимеров.   

Свойства эпоксидированного соевого масла:

отсутствие токсичности;

теплостойкость и атмосферостойкость;

низкая летучесть;

низкая собственная вязкость;

водостойкость, маслостойкость, низкая потеря прозрачности.

Смола обладает хорошей совместимостью, низкой летучестью и низкой миграцией. Обладает отличной термостойкостью и светостойкостью, а также водостойкостью и маслостойкостью. Он может придать изделиям хорошую механическую прочность, устойчивость к атмосферным воздействиям и электрические свойства, а также нетоксичен. Это всемирно признанная химическая добавка для пищевых упаковочных материалов.

Эпоксидированное соевое масло обозначается как ESO, и в его состав входят линолевая кислота (51–57 процентов), олеиновая кислота (32–36 процентов), пальмитиновая кислота (2,4–2,8 процента), стеариновая кислота (4,4–4,6 процента). Светло-желтая маслянистая жидкость с относительной плотностью 0,989. Содержание эпоксидной смолы 6,6%. Точка замерзания - 8 град. Температура кипения 150 градусов (0,53 кПа): показатель преломления 1,4716. Вязкость (25 градусов) 325 мПа·с. Температура вспышки (открытое кольцо) 280 градусов. Растворим в алканах и большинстве органических растворителей, мало растворим в воде. Совместим с поливинилхлоридом, хлоркаучуком и нитрильным каучуком. Низкая летучесть, низкая миграция, отличная термостойкость, светостойкость и атмосферостойкость. Нетоксичный, биоразлагаемый.

Сфера применения эпоксидированного соевого масла широка. Оно применяется в качестве пластификатора и стабилизатора для различных материалов, в первую очередь поливинилхлорида, но также и также эпоксидной смолы. Что касается эпоксидной смолы, применение соевого масла в качестве отвердителя и функциональной добавки пока, преимущественно, проводится в исследовательских лабораториях, а не в промышленных масштабах.

Пластификатор является добавкой, используемой для улучшения производства ПВХ. Пластификаторы улучшают гибкость путем снижения связующей способности молекул, но не меняя химических свойств ПВХ. Также пластификатор снижает температуру плавления ПВХ.

Эпоксидированное соевое масло оказывает существенное воздействие на реологические свойства поливинилхлоридной пасты. Великолепные качества эпоксидированного соевого масла особенно проявляются при следующих способах производства изделий из ПВХ:

Формование полых изделий заливкой;

Распыление по поверхности;

Центробежное литье;

Формование окунанием и т.д.

Функциональность эпоксидного пластификатора отличается в зависимости от молекулярной структуры и веса. Обычно используется пластификатор с молекулярным весом 1000.

Эпоксидированное масло полностью удовлетворяет вышеуказанным условиям и при использовании с пластификатором ДОФ (стандартный пластификатор) обладает низкой летучестью и низкой степенью высвобождения. Данный продукт обладает великолепной устойчивостью к воде, моющим средствам и растворителям, и может использоваться в качестве основного или вспомогательного пластификатора благодаря своей способности выступать в качестве стабилизатора. Кроме того, продукт может иметь синергический эффект при взаимодействии с другими материалами, поскольку продукт легко в них растворяется.

Эпоксидированное соевое масло помогает улучшить устойчивость к свету как гибких, так и твердых изделий из ПВХ. Устойчивость к свету особенно сильно увеличивается при использовании эпоксидированного масла со стабилизаторами на основе металлического мыла или свинца. Такое улучшение является синергическим эффектом эпоксидированного соевого масла и УФ-стабилизаторов.

Распад происходит при полимеризации поливинилхлоридной смолы из-за структуры ПВХ. Стабилизаторы добавляются для предотвращения распада. Эпоксидированное соевое масло является нетоксичным стабилизатором, широко используемым в качестве вспомогательного стабилизатора.

Эпоксидированное соевое масло помогает улучшить термическую устойчивость в поливинилхлоридных пластикатах, а также может использоваться как для гибких, так и для твердых изделий из ПВХ. При использовании эпоксидированного соевого масла совместно со стабилизаторами на основе металлического мыла, а также с основными стабилизаторами, достигается синергический эффект, который также достигается при использовании с оловоорганикой и свинцом.

Кроме пластмасс, соевое масло включают в состав клеёв и фотоорвеждаемых чернил. Это продукт, получаемый из природного сырья, соевого масла, поэтому он рассматривается также в качестве экологичной альтернативы нефтепродуктам. При сополимеризации с материалом соевое масло входит в его состав и не испаряется из него после отверждения, Благодаря тому, что соевое масло нетоксично, легко доступно и удобно для использования из-за низкой вязкости, оно довольно привлекательно для разработчиков полимеров, в частности таких, которые полимеризуются под действием ультрафиолета.

В сельском хозяйстве эпоксидированное растительное масло применяется:

1.      Эпоксидированное соевое масло, используемое в качестве стабилизатора или антифотолитического агента в пестицидных препаратах, таких как фосфорорганический эмульгируемый концентрат, эмульгируемый концентрат пропаргилового клеща; в некоторых продуктах масляной суспензии, если какие-либо компоненты гербицида разлагаются в эпоксидном соевом масле. Скорость ниже, чем у метилолеата.

2.      Используется в качестве растворителя или синергиста в составах пестицидов; такие как послевсходовые гербициды, хизалофоп-этил, ЕС с высоким уровнем шапки, клеодим ЕС в качестве синергистов, инсектицид ЕС, такой как эмамектинбензоат, профенофос, гексафлумурон и т. д.

3.      Его можно использовать в качестве растворителя в масляной суспензии или в смеси с метилолеатом, который может выдерживать низкие температуры или решать проблему частичного разложения продукта.

 1.2. Стандарты и технические характеристики растительного эпоксидированного масла

Таблица 1.1

Технические характеристики эпоксидированного масла

Источник: по данным открытых источников информации

Физические свойства:

Соевое эпоксидированное масло имеет

·        температуру застывания от −15 до −18 °C

·        показатель преломления 1,4740 — 1,4780

·        кинематическая вязкость при 20 град.C (59—72)·10−6 м(кв/с).

·        Число омыления 189—195

·        Число Рейхерта–Мейссля 0,50 — 0,80

·        Число Поленске 0,8 — 1,1

Среднее содержание жирных кислот в соевом эпоксидированном масле (%):

·         51—57 линолевой

·         23—29 олеиновой

·         4,5—7,3 стеариновой

·         3—6 линоленовой

·         2,5—6,0 пальмитиновой

·         0,9—2,5 арахиновой

·         до 0,1 гексадеценовой

·         0,1—0,4 миристиновой.