三醋酸甘油酯环保增塑剂的合成与应用

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1、三醋酸甘油酯环保增塑剂的合成与应用　　摘要：本文阐述了三醋酸甘油酯环保增塑剂合成方法的进展情况，包括无催化剂合成法，质子酸催化合成法，无机盐催化法，杂多酸催化法，离子交换树脂催化法以及固体超强酸和其他新型催化剂催化法，并对其作为环保型无毒增塑剂的应用做了简要概括。　　关键词：三醋酸甘油脂，催化剂，合成，增塑剂　　Abstract：Thispaperdescribessynthesisprogressoftriacetinasanenvironmentalplasticizer，includingthosesynthesiswithoutcatalyst，withprotonacidcataly

2、tic，inorganicsaltcatalysis，heteropolyAcidcatalysis，ionexchangeresincatalysisandsolidsuperacidcatalysisandothernewcatalysts.Italsomakesabriefsummaryofapplicationoftriacetinaseco-friendlynon-toxicplasticizer.　　KeyWords：Triacetin，catalyst，synthetic，plasticizer　　1.引言　　增塑剂（又称作塑化剂）是世界上产量和消费量最大的高分子助剂之一[1]。

3、它通常是一种“类溶剂”15物质，加入到塑料、树脂和弹性体等物质中改进其加工性，增加可塑性、柔韧性、拉伸性或者膨胀性。增塑剂的应用已遍及人们的日常生活。目前中国的消费量超过250万吨，其中，邻苯二甲酸二辛酯（DOP）等有毒的邻苯二甲酸酯类增塑剂在工业应用中占统治地位，约占增塑剂总产量的85%[2]。　　三醋酸甘油酯又称为三甘精或三醋精，是一种无色油状液体，在低温下即可固化。熔点3℃、沸点258℃，比重（d204）1.1596、折光指数（n200）1.4306。三醋酸甘油酯是一种经美国食物和药品管理委员会FDA认证的性能安全、对人体友好型无毒溶剂，且易于生物降解，作为无毒增塑剂已被广泛应用于食品、

4、食品包装、儿童玩具及护理用品、化妆品、烟草等行业，是DOP（邻苯二甲酸二辛酯）等邻苯二甲酸酯类有毒增塑剂的替代品之一，在塑料助剂领域日益受到重视。　　三醋酸甘油酯的制备方法很多，但普遍存在工艺复杂、产品质量不稳定、环境污染严重等问题。因此，研究合成三醋酸甘油酯的新型催化剂及新工艺，不断提高三醋酸甘油酯的生产水平和质量对满足国内需求，推动化工行业进步和经济发展具有重要意义。　　2.三醋酸甘油酯的合成工艺进展　　三醋酸甘油酯的合成一般是将甘油与醋酸进行酯化反应，得到一醋酸甘油酯、二醋酸甘油酯和三醋酸甘油酯的混合物，或者采用甘油与醋酸、醋酸酐进行反应。另外，还可由生产甘油时副产的各种脂肪酸甘油酯混合

5、物合成三醋酸甘油脂。以上各种方法合成的产物都是混合物，必须加以分离、精制，才能得到合格的三醋酸甘油酯产品。合成三醋酸甘油酯的方法有很多种，根据催化剂的种类，主要分为以下几种：（1）无催化剂合成法，（2）质子酸催化合成法，（3）无机盐催化合成法，（4）杂多酸催化合成法，（5）离子交换树脂催化合成法，（6）固体超强酸催化合成法以及其他新型催化剂催化合成法。15　　2.1无催化剂合成法　　无催化剂合成法利用甘油进行乙酰化反应制取三醋酸甘油酯，既不使用催化剂，也不使用共沸脱水剂，而通过蒸馏或闪蒸方式，将反应生成的水同过量的醋酸一起蒸出，同时使反应完成[3]。然后减压回收反应液中剩余的醋酸，最后可用精馏

6、塔或薄膜蒸发器提纯三醋酸甘油酯。具体操作实例如下：向带有10块理论板的多孔板塔的10L反应器中，加入1.1kg甘油和4.3kg冰醋酸，加热并保持釜温为180℃，反应50h。在反应进行的同时，水-醋酸混合物从塔顶馏出。待釜中的反应液冷却到50℃以下时，取样并用气相色谱分析，测得其组成为：三醋酸甘油酯70.93%、二醋酸甘油酯9.00%、一醋酸甘油酯0.00%、醋酸20.85%。然后将反应液在9.33kPa压力下进行减压蒸馏，以除去醋酸。操作时应注意：当塔顶温度升至60℃时，应停止加热。待釜温降到180℃以下后，再在2kPa压力下进行精馏，共收集塔顶温度为145～147℃的馏分1.96kg。经气相

7、色谱分析得知其组成为：三醋酸甘油酯99.71%、二醋酸甘油酯0.29%。无催化剂法制备三醋酸甘油酯工艺较繁琐，且产率较低，因此目前国内外一般采用催化法制备三醋酸甘油酯。　　2.2质子酸催化合成法15　　用于催化合成三醋酸甘油酯的质子酸主要包括浓硫酸，浓磷酸以及对甲苯磺酸等，目前国内工业生产基本采用丙三醇和乙酸用浓硫酸催化生产三醋酸甘油酯[4]，浓硫酸价格低廉、催化活性高，但其催化反应存在一系列问题