ГИДРОГЕНИЗАЦИЯ РАСТИТЕЛЬНЫХ МАСЕЛ С ЦЕЛЬЮ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ИХ В КАЧЕСТВЕ ПЛАСТИФИКАТОРОВ К ПОЛИМЕРАМ

АННОТАЦИЯ

В статье приведён литературный обзор по применению касторового масла в полимерных материалах, а также экспериментальные данные о возможности применения растительного масла, в частности касторового в композициях поливинилхлорида, с целью замены ими импортируемых в нашу страну таких добавок как ДОФ и ДБФ.

ABSTRACT

The article provides a literature review on the use of castor oil in polymeric materials, as well as experimental data on the possibility of using vegetable oil, in particular castor oil in polyvinyl chloride compositions, in order to replace such additives as DOP and DBP imported into our country.

Ключевые слова: полимер, пластификатор, стабилизатор, поливинилхлорид, касторовое масло, дибутилфталат, диоктифталат, процесс, синтез, технология

Keywords: polymer, plasticizer, stabilizer, polyvinyl chloride, castor oil, dibutyl phthalate, dioctyphthalate, process, synthesis, technology

Химическая промышленность нашей страны стремительно набирает рост, и производимая продукция тоже должна соответствовать требованиям времени. За исключением некоторых химических фирм, в Республике отсутствует промышленное производство добавок к ПВХ как таковых. Проблема объясняется отсутствием не только современных технологий, но и сырья, используемого в производстве качественных композиций ПВХ.

В связи с этим существует метод производства пластификаторов на основе отходов местного производства, а именно низкомолекулярного полиэтилена (НМПЭ). Данный способ заключается в хлорировании НМПЭ в присутствии катализатора и последующей обработкой диметилтерефталатом [1].

Для повышения экологичности полимерных материалов, авторами статьи прелагается использование растительных масел в качестве пластификатора к ПВХ композициям.

Растительные масла были тщательно исследованы, существует несколько способов использования растительных масел для производства возобновляемых полимеров для использования в технологических областях, таких как фотополимеризация и витримеры [2].

Полиуретан на основе касторового масла был синтезирован путем взаимодействия касторового масла и диизоцианата изофорона, который является легковоспламеняющимся [3].

Исходя из этого разработка новых пластификаторов, сочетающих в себе два основных свойства – экологичность и высокий пластифицирующий эффект является актуальной проблемой.

Наряду с существующими пластификаторами и прочими добавками к ПВХ, который идёт на производство необходимого мед оборудования, детских игрушек, линолеума, и кожзамов, ведётся непрерывная работа учёных по синтезу всё более новых экологически чистых, а также не уступающих в экономическом аспекте пластификаторов для полимеров общего и специального назначения.

Авторами ведётся работа в этом направлении, предлагается использовать в качестве добавок растительные масла, которые смогли бы заменить такие пластификаторы как ДОФ, ДБФ и т.д.

Масло клещевины– растительное масло, которое добывают путём отжима из семян клещевины, причём технология отжима может быть, как горячей, так и холодной. Чаще бесцветная, иногда имеет слабый жёлтый оттенок, густая и довольно вязкая жидкость.

Рисунок 1. График ИК-спектроскопии масла клещевины

Наличие винильной группы соответствует полосам поглощения 1800-1750 см^-1, алифатические соединения соответствуют полосам поглощения 890-820 см^-1, полосы поглощения, соответствующие группам (-СН-), колеблются в интервале 2935±1 и 2862±1[4].

Для получения пластификатора на основе касторового масла в колбу, снабженную мешалкой и охлаждающим агентом, добавляли касторовое масло и глицерин, в присутствии катализатора. Реакцию проводили в течение 4 часов при температуре от 180ºС. Через 4 часа хладагент заменяли на сепаратор Дина Старка и нагревали в течение 2 часов. Выход целевого продукта составил от 89 до 95%. Продукт, образующийся в колбе, не имеет цвета, запах слабо напоминает запах касторового масла.

Наличие не ярко выраженного поглощения камертона в области 3500-3000 см¹(рис. 3.2.3.), свидетельствует о наличии небольшого количества ОН- групп. Почти все остальные пики соответствуют валентным колебаниям С-Н групп, кетонов, алкенов, алкинов и т.д. Наиболее ярко выраженные из них 2926,01 см^-1, 2854,65 см^-1– поглощение СН₂ – структурных фрагментов алканов [5].

Рисунок 2. График ИК-спектроскопии сложного эфира на основе масла клещевины

Ниже представлены снимки полученных образцов сканирующим электронным микроскопом MIRA 2 LMU. Из снимков электронного микроскопа явно заметна более гладкая поверхность образца с применением пластификатора синтезированного на основе растительного масла.

Это может говорить том, что данная композиция может применятся для жёстких изделий из ПВХ, так как высокая плотность даёт более высокую жёсткость и прочность композиции и изделиям из неё.

Рисунок 5. Элементарный анализ образца с использованием пластификатора на основе растительного сырья

Как можно судить по гарфику элементарного анализа образца, в образце явно присутствие кислороднх связей, наличие хлора и небольшое наличие кремниевых соединений, что ествественно для кислот содержащихся в масле клещевины.

Благодаря замене пластификатора ПВХ диоктифталата на пластификатор на основе масла клещевины, получена возможность получения нетоксичной и экологически безопасной ПВХ композиции, которую впоследствии можно использовать для производства мед оснащения и детских игрушек выявлены оптимальные параметры проведения процесса синтеза пластификатора на основе масла клещевины, а также получены ИК- спектрограммы ПВХ композиции с применением синтезированного пластификатора.

Список литературы:

1. Нарзуллаева А.М., Каримов М.У., Джалилов А.Т. Изучение синтеза пластификатора на основе отходов Шуртанского ГХК – НМПЭ//Universum: технические науки: электрон. научн. журн. 2022. 10(103). URL: https://7universum.com/ru/tech/archive/item/14405
2. С.А. Нагорнов, Д.С. Дворецкий, С.В. Романцова, В.П. Таров, Техника и технологии производства и переработки растительных масел: учебное пособие/–Тамбов:ГОУ ВПО ТГТУ, 2010. – 96 с., http://window.edu.ru/resource/159/73159/files/tarov.pdf
3. Приянк Качиа, Расмика Патель, Полиуретан на основе касторового масла/NiCo-OLDH нанокомпозиты с улучшенными огнезащитными свойствами, Materials Today: Proceedings, 57 (2022) 145-150, journal homepage: www.elsevier.com/locate/matpr
4. А.М. Нарзуллаева, Г Бахтиярова, Возможность синтеза экологически чистого пластификатора для ПВХ композиций на основе растительного сырья, - Материалы республиканской научно-практической конференции с Международным участием Химия и медицина: от теории к практике, Бухара, 2022, 187-191.
5. Нарзуллаева А.М, Каримов М.У., Джалилов А.Т. Синтез экологически чистого пластификатора для ПВХ композиций на основе растительного сырья, Материалы республиканской научно-практической конференции с Международным участием, Ташкент, 12 мая 2022г.