增塑剂的绿色合成

《增塑剂的绿色合成》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、柠檬酸三丁酯(TBC)绿色增塑剂的绿色合成综述当前增塑剂的发展情况增塑剂是添加到高分子聚合物中增加材料塑性，使之易加工，赋予制品柔软性的功能性化工产品，也是迄今为止产能和消费量最大的助剂种类。增塑剂的种类繁多，目前商品化的有500多种，其中以邻苯二甲酸酯类增塑剂的生产和消费最大(尤其是邻苯二甲酸二辛酯(D0P)、邻苯二甲酸二丁酯(DBP))，为69，以下是脂肪族类占8、环氧类占7、苯三酸酯类占4，其他占2。预计未来几年我国对增塑剂的总需求量将以年均2．5％的速率增长，到2009年将达到610万吨。我国增塑剂品种与

2、国外相比，还有很大差距，特别是产品档次和应用还不能适应市场发展的要求。目前，我国高档的塑料制品用邻苯二甲酸二壬酯和邻苯二甲酸二癸酯增塑剂主要依赖进口和国外化工公司在国内的独资企业，2000年，埃克森化工在广东番禺独资建立了一全新增塑剂工厂，主要生产邻苯二甲酸二异壬酯，并于2000年投产，应用集中在浙江、福建、广东等沿海地区。目前增塑剂生产趋势向大型化、连续化、微机控制化发展，单套生产能力已经达到10万吨／年以上。多品种系列化生产具有适应市场能力强、生产灵活性大的特点，以满足不同塑料加工制品对特殊功能增塑剂品种的需

3、求。有关TBC的生产，已有40多年的历史。但由于早期生产原料柠檬酸的产量极小。TBC未能得以广泛应用。随着邻苯二甲酸二丁酯（DBP）和二辛酯（DOP）的出现，基本上取代了TBC。但近年来发现。DBP和DOP应用于食品包装材料和医疗卫生制品等可引发癌症。1980年，美国癌症研究所（NCI）根据用高剂量DOP对大白鼠和小白鼠进行毒理实验的研究结果表明，高剂量DOP有一定致癌作用。另外，由于DOP为低分子物质，容易迁移析出而混入血液或药液中，危害人体健康。基于上述原因。DOP和DBP的使用在国外受到严格控制。我国也制定

4、了相关法律限制并逐步淘汰DOP和DBP的使用。国外发达国家正在开发毒性比DOP低，迁移析出比DOP更小的新型增塑剂，其中包含毒性低的柠檬酸酯类。因此TBC有望成为DOP和DBP的“绿色”替代品。我国是世界柠檬酸生产大国，年产量达360千吨。而消费量仅有110千吨左右。大部分用于出口。因此研制柠檬酸三丁酯，对于拓宽柠檬酸的深加工领域，为塑料工业提供新型增塑剂无疑具有重要的现实意义。存在的问题应当指出，尽管我国已成为增塑剂生产和消费大国，生产技术由酸性简单工艺发展为非酸性较先进工艺，并形成一批具有一定规模的大中型生产

5、企业，但是存在的问题亦不容忽视。概括起来，包括如下几点：(1)与国外相比，产品结构不合理的矛盾仍然非常突出。如DBP、DIBP等品种由于对生态不利，很多国家已禁用，而我国仍有批量生产，相反，柠檬酸酯、810酯、聚酯、偏苯三酸酯、环氧酯等无毒、耐久综合性能较好的品种则不到l；2004年，中国出口欧盟和俄罗斯的塑料玩具先后遭到进口国的警告，原因是一些塑料玩具中发现含有有毒的聚氯乙烯增塑剂—邻苯二甲酸二异壬酯(DINP)和邻苯二甲酸二乙基己酯(DEHP)。(2)生产工艺相对老化。一些20世纪六七十年代建成的酸催化法、全

6、间歇式、手动控制的落后装置和工艺仍然存在，这些生产装置往往生产规模小、功能单一、利用率低、物耗能耗高、污水排放量大、产品质量稳定性差，已经很难适应当今世界增塑剂行业的竞争局面。近年来，我国已成为亚洲地区增塑剂生产量和消费量最多的国家。然而，随着世界各国环保意识的提高，医药及食品包装、日用品、玩具等塑料制品对主增塑剂DOP等提出了更高的纯度及卫生要求，但目前国内企业生产的主增塑剂在许多性能上特别是卫生、低毒性等方面都难以满足环保的要求。正文摘　要：介绍无毒增塑剂柠檬酸三丁酯的性能、用途、合成原理与生产工艺流程。对催

7、化合成柠檬酸三丁酯的研究进行综述，通过比较分析得出，开发新型的固体酸催化剂将对柠檬酸三丁酯的合成研究及工业化起到促进作用，并展望了其发展前景。关键词：柠檬酸三丁酯，增塑剂，酯化，催化，柠檬酸一、柠檬酸三丁酯的新合成法柠檬酸三丁酯可利用柠檬酸和正丁醇的酯化反应来合成.传统的酯化反应催化剂是硫酸、苯磺酸等强酸,其价格低、催化活性高,但副反应多,后处理复杂，严重腐蚀设备,废酸的排放严重污染环境等。因此非酸催化合成酯类产品是人们长期以来的研究目标,研究较多的有活性碳固载杂多酸、阳离子交换树脂以及混合氯化稀土等。但以上方法

8、后处理工艺步骤多，不易控制,且催化剂制备过程繁杂,不利于应用推广。下面通过三种物质作催化剂合成TBC,并从其催化效果进行考察,发现了一种无污染、催化活性较高、原料价廉易得的无机盐催化剂,为工业生产摸索出一条实用的合成条件。1、合成反应（1）合成原理（2）反应试剂柠檬酸、正丁醇均为分析纯,上海试剂一厂生产,三种催化剂除SO42-/ZrO2自制外,FeCl3·6H2O和NH4