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1.1 用于脂肪醇的合成 脂肪族C6～11醇用做增塑劑,多用于塑料、潤滑油和農(nóng)業(yè)化學(xué)品的生產(chǎn),C12～14醇一般用于洗滌劑醇,多用于生產(chǎn)表面活性劑、乳化劑、潤滑油的添加劑和抗氧劑,C16～18醇主要用于化妝品和藥物的合成,所以脂肪醇的用途極廣泛。原脂肪酸加氫生產(chǎn)脂肪醇的反應(yīng)式如下：
用價格低于脂肪酸的脂肪酸甲酯作原料,加氫生產(chǎn)脂肪醇反應(yīng)式為：
用于烷基醇酰胺的合成 烷基醇酰胺的非離子型表面活性劑,作為增稠劑和泡沫穩(wěn)定劑,大量用于洗滌和化妝品。
由于用生物柴油代替脂肪酸反應(yīng)的副產(chǎn)物由水變成甲醇,甲醇的揮發(fā)性高,容易逸出,使反應(yīng)溫度僅為90～115℃,而用脂肪酸時的反應(yīng)溫度高達140～160℃,此時反應(yīng)時間也從6h減少到4h。反應(yīng)器材質(zhì)也不必采用不銹鋼,只要碳鋼的就可以。在產(chǎn)品的質(zhì)量上比較,用脂肪酸原料只能生產(chǎn)低活性(55%～65%)的烷基醇酰胺,而采用生物柴油為原料的可生產(chǎn)高活性(90%)的二乙醇酰胺,產(chǎn)品的副產(chǎn)物含量較低。此外,脂肪酸甲酯還可用于肉豆蔻酸異丙酯、 α2磺化脂肪酸甲酯、蔗糖脂肪酸酯等多種精細化工產(chǎn)品的生產(chǎn),且可以提高產(chǎn)品質(zhì)量,降低生產(chǎn)成本。而且因為其起始原料是動植物油脂,屬于天然油脂,對人體的安全性比石油系原料好得多。
在塑料制品和塑料助劑上的應(yīng)用
2.1 合成金屬皂
金屬皂是高級脂肪酸金屬鹽的總稱,品種極多。用做PVC穩(wěn)定劑的金屬皂一般是Ca、Ba、Zn、Cd、Pb及稀土金屬(Re)的鹽,其中鉛鹽所占的比例最大。目前生產(chǎn)金屬皂的方法主要有復(fù)分解法和熔融法。國內(nèi)基本上采用復(fù)分解法,該工藝生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢水量大、生產(chǎn)周期長、操作復(fù)雜、勞動強度大且生產(chǎn)成本高。熔融法制備金屬皂不僅對反應(yīng)條件的要求較為苛刻,更重要的是該種方法由于反應(yīng)物間接觸面積比較小,致使反應(yīng)不能完全進行,得到的產(chǎn)物不純。并且現(xiàn)有生產(chǎn)金屬皂的工藝一般都是以脂肪酸為起始原料來加工的。而以生物柴油(即脂肪酸甲酯)為起始原料直接合成脂肪酸鈣,原材料來源豐富且廉價,并且在生產(chǎn)過程中不產(chǎn)生廢水,是一種環(huán)境友好的生產(chǎn)工藝,且操作簡單。
2.2 合成環(huán)氧類增塑劑
環(huán)氧類增塑劑主要包括環(huán)氧油、環(huán)氧化脂肪酸甲酯。環(huán)氧化增塑劑的分子中都含有環(huán)氧基團,主要用于PVC中以改善制品對熱和光的穩(wěn)定性。當它與金屬穩(wěn)定劑并用時能長期發(fā)揮熱穩(wěn)定性和光穩(wěn)定性的協(xié)同效果。環(huán)氧增塑劑是用含雙鍵的不飽和酸酯類與有機過氧酸(過甲酸、過乙酸等)反應(yīng)制得,由于生物柴油(即脂肪酸甲酯)含有較多的不飽和鍵,能較順利地進行環(huán)氧化,使環(huán)氧類增塑劑環(huán)氧值達到國家規(guī)定的要求。同時,在實驗中作者還發(fā)現(xiàn)一個與現(xiàn)有文獻報道截然相反的結(jié)論:即環(huán)氧化不用H2SO4等做催化劑比用催化劑制備的環(huán)氧脂肪酸酯有更高的環(huán)氧值。這就恰恰避免了用酸作催化劑促進環(huán)氧環(huán)開環(huán),所以不用酸會有較高的環(huán)氧值。
2.3 合成酰胺類潤滑劑 作為潤滑劑的酰胺化合物,主要有脂肪酸酰胺,烷撐雙脂肪酸酰胺等。如硬脂酸酰胺、介酸酰胺、N,N’2甲撐雙硬脂酸酰胺、N,N’2乙撐雙硬脂酸酰胺等。其中PVC系列的潤滑劑乙撐雙硬脂酸酰胺(EBS)是最重要的產(chǎn)品。它既有內(nèi)部潤滑劑作用,又有外部潤滑劑作用。EBS的制成工藝為:硬脂酸和乙二胺在氮氣保護下邊攪拌邊加熱至165～200℃,反應(yīng)3～5h,蒸出反應(yīng)生成的水,即為成品。
若用生物柴油(即脂肪酸甲酯)為原料。經(jīng)實驗,其合成溫度可降至150～170℃,而且產(chǎn)品的色澤更淺。這是因為,以脂肪酸甲酯為原料其反應(yīng)的副產(chǎn)物為甲酯,而以硬脂酸為原料其反應(yīng)的副產(chǎn)物為水。甲酯的沸點比水低很多,故更易被蒸出,促使反應(yīng)向右移動,導(dǎo)致合成溫度降低。同時由于溫度的降低也導(dǎo)致了產(chǎn)品色澤的改善。
2.4 在合成醇酸樹酯上的應(yīng)用
醇酸樹脂是由多元酸(一般先經(jīng)脂肪酸、油脂)改性共縮聚而成的低分子量聚酯。它以芳香酸聚酯為主鏈,以脂肪酸酯為側(cè)鏈。選用芳香酯為主鏈可提供剛性,增加產(chǎn)品堅硬度;以脂肪族二元酸(如己二酸)部分取代芳香酸則可以增加柔韌性。該樹脂生產(chǎn)中的側(cè)鏈脂肪酸的生成,可以用色拉級油脂,也可以用高真空蒸餾的產(chǎn)品脂肪酸,為進一步降低成本也可以選用生物柴油代替。由于脂肪酸甲酯比豆油和豆油酸具有更高的活性,使醇酸樹脂的酯化反應(yīng)溫度從200～220℃降到190～200℃,用脂肪酸甲酯生產(chǎn)醇酸樹脂酯化時間 可以縮短:脂肪酸甲酯代替豆油酯化時間可以縮短1/2,脂肪酸甲酯代替脂肪酸酯化時間可以縮短1/4, 從而促使醇酸樹脂的生產(chǎn)成本大幅度下降。
在皮革化學(xué)品上的應(yīng)用
以菜油、蓖麻油或地溝油生產(chǎn)軟皮白油的企業(yè),可以直接采用脂肪酸甲酯代替植物油,省去甲酯化工序,直接硫酸化。還可以用脂肪酸甲酯生產(chǎn)豐滿魚油,不僅可以減少工序,而且還可節(jié)約成本。
