Понимание эпоксидированного соевого масла (ESBO): свойства и области применения

ESBO — это аббревиатура для эпоксидированного соевого масла, также известного как ESO. Оно производится из соевого масла путем реакции эпоксидирования. Его номер CAS — 8013-07-8, а номер EINECS — 232-391-0. Оно относится к смеси триглицеридов (вещества UVCB), а не к отдельному соединению, и поэтому не имеет уникальной молекулярной формулы.

В промышленности обычно используют его основной компонент, эпоксиглицерид линолевой кислоты, чтобы приблизительно представить его как C₅₇H₉₈O₁₂ с относительной молекулярной массой около 975. При комнатной температуре это светло-желтая вязкая жидкость, нерастворимая в воде, но растворимая в большинстве органических растворителей. В системах ПВХ ESBO служит как вспомогательным пластификатором, так и термостабилизатором, и часто используется для замены фталатных пластификаторов.

Процесс производства

Сырьем является рафинированное соевое масло. Соевое масло имеет высокую степень ненасыщенности, множество двойных связей и высокое значение йода, что делает его идеальным субстратом для эпоксидирования. Общий процесс обычно включает рафинирование, эпоксидирование, промывку, обесцвечивание и дезодорацию.

Эпоксидирование обычно использует системы на основе перуксусной кислоты или перекиси водорода/муравьиной кислоты для преобразования двойных связей углерод-углерод в эпоксидные группы, что является классической реакцией Прилежаева. Образованные эпоксидные группы более реакционноспособны, чем двойные связи, и могут захватывать хлористый водород, выделяемый при термическом разложении ПВХ, тем самым прерывая цепную реакцию дехлорирования. Это объясняет, почему ESBO обладает как пластифицирующим, так и стабилизирующим эффектами.

Анализ применения

ESBO занимает место в области добавок благодаря своей двойной роли в содействии пластификации и термической стабилизации: эпоксидные группы вставляются между молекулярными цепями ПВХ, ослабляя межмолекулярные силы и обеспечивая гибкость; при нагревании они могут захватывать выделяющийся HCl, прерывая процесс автокаталитического разложения. Акцент на этих двух ролях варьируется в зависимости от сценария.

Гибкий ПВХ: упаковка для продуктов питания и медицинские изделия

Традиционные применения ESBO включают пищевую пленку, уплотнительные прокладки для стеклянных банок и вкладыши для крышек бутылок. Эти применения ценят не только пластифицирующий эффект, но и низкую миграцию — большая молекулярная масса, низкое давление пара и хорошая совместимость с ПВХ приводят к меньшему вымыванию и испарению по сравнению с пластификаторами с меньшими молекулами, что лучше соответствует требованиям для материалов, контактирующих с пищевыми продуктами.

Ситуация аналогична для медицинского ПВХ: катетеры, мешки для крови и перчатки требуют как гибкости, так и способности выдерживать стерилизацию оксидом этилена или высокотемпературную дезинфекцию. Термостабильность и низкое вымывание ESBO поддерживают эти процессы обработки и стерилизации. Для этих применений обычно используются пищевые или медицинские спецификации с более высокими значениями эпоксидных групп и более низкими значениями йода.

Провода, кабели и долговечные строительные материалы

Изоляционные оболочки кабелей должны выдерживать термическое старение при экструзионной обработке и длительное электрическое нагревание. ESBO сочетает функции пластификации и термостабилизации, помогая продлить срок службы продукта и подавлять коррозию проводников HCl. Наружные или долговечные строительные материалы, такие как искусственная кожа, рулоны для полов и профили для дверей и окон, также выигрывают от улучшенной устойчивости к погодным условиям и уменьшения испарения пластификатора и вымывания с поверхности.

Чрезмерная дозировка может повлиять на электрические характеристики. Формулы для кабелей обычно содержат низкий уровень ESBO, часто в сочетании с основным пластификатором. Для такого типа применения пищевые спецификации не являются строго обязательными; достаточно промышленного класса, что снижает стоимость.

Покрытия и чернила

В промышленных лаках и двухкомпонентных системах на основе эпоксидных смол ESBO может выступать в качестве реактивного разбавителя: эпоксидные группы участвуют в раскрытии кольца и сшивке, улучшая гибкость покрытия, адгезию и ударопрочность, одновременно снижая вязкость системы и использование растворителей VOC.

Однако для УФ-отверждения свободными радикалами его производное, акрилат эпоксидированного соевого масла (CAS 91722-14-4, сокращенно ESOA), используется в основном благодаря быстрой полимеризации акриловых групп под воздействием ультрафиолета. Сам ESBO больше подходит для катионного УФ-отверждения или эпоксидных систем; при выборе ESBO эти два варианта не следует путать.

Синергетические эффекты жесткого ПВХ и стабилизаторов

В формулах жесткого ПВХ (U-PVC) небольшое количество ESBO также полезно: оно может выступать в качестве вспомогательного термостабилизатора, синергируя с металлоорганическими стабилизаторами, такими как Ca-Zn, чтобы уменьшить количество используемых металлических стабилизаторов, а также в качестве внутреннего смазочного вещества для улучшения текучести при обработке. Добавление небольшого количества DOP в формулу жесткого ПВХ может вызвать «антипластификацию» (увеличение жесткости, снижение ударной прочности); использование ESBO позволяет избежать этой проблемы.

Смазочные материалы и другие применения

Металлообрабатывающие жидкости и текстильные масла используют ESBO как компонент на биологической основе, благодаря его высокой температуре вспышки, низкой летучести и биоразлагаемости; он также встречается в некоторых формулах замены хлорированных парафинов. Его производные также могут использоваться как поверхностно-активные вещества, заменители полиолов и т. д.

При выборе ESBO можно учитывать несколько факторов: является ли основным акцентом стабилизация или пластификация, предполагается ли контакт с пищевыми продуктами и температура обработки. Для пищевых и медицинских применений предпочтительны спецификации с высоким значением эпоксидных групп и низким значением йода; для кабелей и строительных материалов важны термостойкость и электрические свойства, а дозировка должна быть контролируемой; для покрытий и чернил важна реактивность, и следует учитывать разницу между ESBO и его акрилатными производными.

С точки зрения формулы, ESBO часто используется как вспомогательный компонент в сочетании с основными пластификаторами (такими как DOTP и DINP). Достаточной мягкости трудно достичь при использовании только ESBO. Обычная дозировка для мягких продуктов составляет 3–8 частей (phr), а для жестких и стабилизирующих синергетических применений — 1–5 частей.

Наша платформа соединяет сотни проверенных китайских поставщиков химической продукции с покупателями по всему миру, способствуя прозрачным сделкам, лучшим бизнес-возможностям и высокоценным партнерствам. Независимо от того, ищете ли вы массовые товары, специализированные химикаты или услуги по индивидуальным закупкам, TDD-Global заслуживает доверия как ваш первый выбор.