Results (
Vietnamese) 2:
[Copy]Copied!
Trong bối cảnh này, sinh học polyols có thể thu được từ các sản phẩm nông nghiệp như dầu thực vật, gỗ, carbohydrates (cellulose và tinh bột) và lignine (Latere et al., 2005). Polyols hóa dầu là một thay thế tuyệt vời cho các ngành công nghiệp polyurethane trong các ứng dụng mà hydrofobicity, độ cứng, tính linh hoạt, và sức bền cơ học và hóa học là cần thiết: xà phòng, chất phủ và sàn (. Hofer et al, 1997). Mặc dù hầu hết các chất béo trung tính chứa unsaturations, vài loại dầu tự nhiên có chứa các nhóm khác. Vì vậy, nó là cần thiết để thực hiện các hydroxyl giới hạn gấp đôi thông qua một trong bốn phương pháp chính; (Guo và Petrović, 2005 Latere et al, 2005.): A) epoxidation tiếp theo là mở vòng, nhóm hydroxyl thứ gần như được tạo ra; b) Hydroformylation và giảm của andehit dầu; c) transester với polyol khác nhau; d) Vi sinh vật hoặc chuyển đổi enzym. Nó luôn luôn là mong muốn để có được những chuyển đổi cao nhất trong việc chuẩn bị của các polyol vì những yêu cầu cho xốp cứng nhắc polyurethane (số hydroxyl trên 300 mg KOH / g) (Guo và Petrović, 2005; Vilar, 2004); vì lý do đó hầu hết các điều tra đang tập trung để tăng số hydroxyl để nâng cao giá trị chức năng. Trọng lượng phân tử trung bình của polyols hóa dầu thu được bằng cách này là giữa 250 và 2500; do độ nhớt thấp và khả năng tương thích tốt với methyl-di (phenyl isocyanate) (MDI), các polyol là đặc biệt hữu ích để sản xuất PU bọt cứng nhắc (Hill, 2000). Các giá trị đã tăng hơn gấp đôi kể từ khi giá dầu thô đậu nành là 28 ¢ / lb (Zhang et al, 2007). Trong khi dầu đậu nành epoxy hóa là khoảng 48-1 USD / lb (Paster et al., 2003) với một thị trường ngày càng tăng của ~ 70 000 tấn / năm (Rangarajan et al., 1995). Tổng giá trị của PU bọt thậm chí còn cao hơn, đạt giá lên đến 3 USD (Paster et al, 2003;. Burridge, 2003). Về các điều kiện của hydroxyl, Petrović et al. (2003) được cấp bằng sáng alcoholysis dầu epoxy hóa bằng axit fluoboric như một chất xúc tác (48%, <2% p p /) với các phân tử hydroxy khác nhau như nước, monoalcohols (methanol, ethanol, propanol và butanol) và hỗn hợp của chúng, bằng cách sử dụng quá mức phân tử để tránh trùng hợp và các sản phẩm của độ nhớt cao. Họ thu được năng suất 85-95% và số hydroxyl (OH số) của 110-213 mg KOH ở 25-50 ° C, sử dụng các mối quan hệ giữa mol 1: 1 và 10: 1 của một hỗn hợp của rượu (methanol và rượu isopropyl với nước) để nhóm epoxide. Các tác giả khác (Zlatanić et al., 2004) báo cáo chuyển đổi của 76-84% cho các hydroxyl hóa dầu epoxy hóa khác nhau sử dụng sôi methanol (trong sự hiện diện của axit fluoboric) như là một chất xúc tác. Họ nhận được một polyol dầu đậu tương với chức năng của 4.5, trọng lượng phân tử của năm 1249, và số hydroxyl của 179,3 mg KOH / g. Đối với các hydroformylation dầu đậu nành đã epoxy hóa (Guo et al., 2002), họ đã báo cáo số OH của 230 và 160 mg KOH / g với Rh và Hợp chất xúc tác, chức năng của 4.1 và 2.7, và trọng lượng phân tử của 1006 y 962, tương ứng. Guo et al. (2000b) đã nghiên cứu chất xúc tác khác như axit clorhidric và bromhidric, hydro hoặc methanol đạt chức năng giữa 3.5 và 4.1, với số OH 182-212 mg KOH / g. Ví dụ, sử dụng một 6: Mối quan hệ 1 mol methanol: epoxide, và nồng độ chất xúc tác là 1,7% p / p thời gian phản ứng là chỉ trong 1 giờ ở 50ºC. Các tác phẩm khác của cùng một tác giả (Guo et al., 2000a, 2006) số OH hiện tại của 215 và 228 mg KOH / g cho polyols thu được từ quá trình methanolysis và hydroformylation hơn dầu đậu nành đã epoxy hóa. Trong nghiên cứu này, chúng tôi thu được một polyol hóa dầu từ dầu đậu nành thông qua tại chỗ epoxidation của dầu với axit axetic. Sau đó, chúng tôi đã thực hiện một vòng oxirane mở cửa để giới thiệu hai nhóm hydroxyl trong mỗi không bão hòa (Fig. 1), một phương thức nổi tiếng và được sử dụng. Phản ứng hydroxyl hóa này được xúc tác trong môi trường axit với dung môi không cần thiết. (Hofer et al., 1997). Các chất xúc tác có thể là các axit khoáng (sulfuric, clorhidric hoặc phosphoric) và thậm chí cả một số chất hữu cơ, với thái quá mol 1: 1-1: 10 giữa các đại lý của hydroxyl và nhóm epoxide, sử dụng nhiệt độ của 20-100ºC, tốt hơn ở 50ºC ( Kluth et al, 1988;... Petrović et al, 2003) Hình 1. phản ứng hydroxyl của epoxide đậu tương với một. Ethanol, b. Ethylene glycol. II. PHƯƠNG PHÁP A. Vật liệu (giá trị iot của 130g I2 / 100 g dầu) Dầu đậu nành đã được sử dụng cho các epoxidation với axit sulfuric (96% p / p), hydrogen peroxide (50% p / p) và axit axetic (98% p / p), tất cả các thuốc thử được cung cấp bởi Merck SA Đối với bước hydroxyl, hai loại rượu đã được sử dụng: ethylene glycol (99,9% p / p) và ethanol (99,9% v / v), cả hai đều từ Panreac SA Hệ thống phản ứng (Hình 2) được hình thành bởi một tàu jacket ly 500 ml với một hệ thống khuấy cơ học kết nối với một phòng tắm thermostated (để kiểm soát nhiệt độ của áo). Thiết bị công trình là: một cuộn dây đồng cho mục đích làm lạnh bằng nước, và một máy bơm nhu động cho việc bổ sung các giải pháp chất xúc tác. Hình 2. Hệ thống phản ứng sử dụng cho các epoxidation và hydroxyl hóa của dầu đậu tương. B. Thủ tục Dầu đậu nành đã được đặt vào một lò phản ứng thủy tinh và nhiệt độ của hệ thống đã được nâng lên đến 80 ° C. Các giải pháp xúc tác đã được chuẩn bị hòa tan axit sulfuric vào hydrogen peroxide. Thời gian phản ứng được bắt đầu với việc bổ sung các giải pháp đó vào lò phản ứng hệ thống (8.8 mL / phút) với axit axetic. Các phản ứng diễn ra trong khoảng 2,5 h để có được một nội dung oxirane oxy (OOC) 6,4% sử dụng nồng độ H2O2 (25% số mol dư), CH3COOH (5% p / p) và H2SO4 (2% p / p). Dầu epoxy hóa đã tinh khiết với chất rửa nhiều lần với nước cho đến khi nó đạt đến một giá trị acid của <0,70 mg KOH / g epoxide. Mười hai thử nghiệm hydroxyl hóa được thực hiện khác nhau về nhiệt độ và các giá trị liên quan mol (Bảng 1) sử dụng ethanol và ethylene glycol. Đầu tiên, các epoxide được đặt vào mạch thủy tinh và các chất xúc tác (axit sulfuric, 2% p / p) hòa tan vào rượu và tổng hợp thành các lò phản ứng khi hệ thống đã đạt đến nhiệt độ yêu cầu. Các phản ứng diễn ra từ 2 đến 6 giờ để có được một khối màu trắng mà có thể đã được thanh tẩy bằng nước rửa và cuối cùng là sấy khô trong một hệ thống chân không (22 inch Hg) cho đến khi nó thu được một sản phẩm minh bạch với 0,14% p / p của độ ẩm. C. Phân tích Xác Định Các phản ứng được theo sau bởi việc xác định nội dung oxirane oxy (OOC) theo tiêu chuẩn quốc tế, AOCS CD9-57 và quyết số hydroxyl từ ASTM D4274-94. Giá trị axit của epoxide được xác định bằng cách sử dụng NTC 2366 chỉ tiêu và polyol kỹ thuật độ ẩm được đo bằng ASTM D44672-00. Tất cả các mẫu (từ dầu đậu tương, epoxide và polyol) được đặc trưng với quang phổ hồng ngoại (FT_IR) bằng cách sử dụng các tế bào KBr trong một thiết bị Paragon 500, series 1000, Perkin Elmer (Software Spectra cho Windows). III. KẾT QUẢ VÀ PHÂN TÍCH A. Hydroxyl hóa epoxy hóa dầu đậu tương Các phản ứng được theo dõi thông qua việc giảm các nội dung oxirane oxy. Bảng 1 cho thấy OOC tối thiểu thu được trong mỗi trường hợp cũng như thời gian Bảng 1. Điều kiện sử dụng để kiểm tra sự hydroxyl hóa cần thiết để đạt được những giá trị. Hình 3 và 4 biểu diễn các giá trị trong thời gian cho các bài kiểm tra hydroxyl hóa bằng cách sử dụng cả hai hợp chất hydroxy. Hình 3. hydroxyl với ethanol khác nhau rượu: epoxide quan mol (MR) tại: a). T = 60; b). . T = 70ºC Hình 4. hydroxyl với ethylene glycol khác nhau rượu: epoxide quan mol (MR) tại: a). T = 60 ºC; b). T = 70ºC. Tại 60ºC (Fig. 3) nó có thể được gợi ý rằng một thời gian cảm ứng yêu cầu cho kiểm tra E2 mà không được quan sát cho Rx E1 vì dư thừa phân tử cao hơn được sử dụng làm loãng hệ thống và nó có thể làm giảm tốc độ phản ứng. Ngay cả một phân tử cao hơn liên quan (4: 1) tạo ra một động lực hóa học thấp hơn (thử nghiệm E3) để bất kỳ thời gian cảm ứng là điều hiển nhiên. Giai đoạn này có thể xảy ra do hiện tượng chuyển khối lượng xảy ra ở phản ứng interphase và nghiên cứu sau này là cần thiết cho một sự hiểu biết đầy đủ. Theo thử nghiệm E4-E6 (Fig. 3b) hydroxylations với ethanol tại 70ºC cần đáng thời gian phản ứng thấp (<3h) , cho thấy sự ảnh hưởng của nhiệt độ đến tốc độ động học. Những phản ứng này cũng ít lần cảm ứng hiện nay mà có được cao hơn tăng mối quan hệ phân tử được sử dụng (thử nghiệm E5 và E6). Kết quả tốt nhất (E6) thu được với ethanol cao nhất: mối quan hệ mol epoxide (4: 1). Trong một phản ứng thuận tiện thời gian (45 phút) Trong trường hợp của ethylene glycol (. Hình 4) có một hành vi tương tự giữa nhiệt độ và quan hệ mol nhưng những giá trị COO tối thiểu được thu được bằng cách sử dụng quá mức phân tử nhỏ hơn (6: 1). Nhiệt độ tích cực ảnh hưởng đến thời gian phản ứng, nó giảm từ 4 h (ở T = 60ºC) để trong thời gian ngắn (t <1.7h tại T = 80ºC). Các mối quan hệ mol tối thiểu (6: 1) thu được kết quả tốt nhất (G4) trong một thời gian phản ứng của 1 giờ. Theo dự kiến, các hydroxylations cần nhiều thời gian hơn so với những người có ethanol, do những hạn chế về không gian của phân tử ethylene glycol. B. Hồng ngoại quang phổ quang phổ hồng ngoại cho phép chúng tôi để chứng thực cho tính chất hóa học của các sản phẩm và cũng để chứng minh rằng phản ứng đi từ epoxidation reo mở để hình thành các nhóm OH. Đối với dầu đậu tương, các chức năng chủ yếu là các nhóm este do các trái phiếu lớn của triglycerides rằng các hợp chất đó. Este có hai dải hấp thụ đặc trưng mạnh mẽ phát sinh từ C = O và CO kéo dài. Trong trường hợp này (. Hình 5a), nhóm cacbonyl xuất hiện trong 1750-1735 cm-1 khu vực trong khi điều thứ hai xuất hiện trong khu vực 1210-1163 như là một ban nhạc khá mạnh mẽ và rộng. Hình 5. IR quang phổ cho: a) đậu tương dầu; b) epoxy hóa dầu; c) polyol E6 ethanol; . d) G4 ethylene glycol polyol Mặt khác, các chức năng alken cũng rất quan trọng do sự bão hòa cao (giá trị iốt) của dầu đậu tương theo trung bình thành phần axit béo của nó: oleic (C18: 1) 23%, linoleic (C18: 2) 54% y linolenic (C18: 3) 8% (Zlatanić et al., 2004). Các hybridation sp2 chức năng alken (CH trái phiếu) được chờ đợi ngay phía trên của 3000 và nó được quan sát rõ trong 3009 như một inte cao
Being translated, please wait..
