甘油鋅具有良好的抗紫外、抗氧化老化性能,可作為性能優(yōu)良的光穩(wěn)定劑、熱穩(wěn)定劑、阻燃成炭劑、結(jié)晶成核劑應用于塑料行業(yè)。近年來,國外學者將甘油鋅少量加入塑料薄膜,用于制備食品包裝的阻隔薄膜材料。甘油鋅通常采用氧化鋅與過量甘油反應,并需要催化、高溫、加壓、微波反應等復雜條件。因此,甘油鋅制備過程存在明顯缺陷:一是反應結(jié)束冷卻后,甘油與甘油鋅形成淤漿狀產(chǎn)物，二者不易分離,需加入與甘油互溶的溶劑多次洗滌,容易導致甘油及洗滌溶劑流失,造成環(huán)境污染;二是高溫合成能耗較高,反應可控性較差,易變黃，且產(chǎn)品價格昂貴。

本文研發(fā)甘油鋅的懸浮法合成工藝，即氧化鋅在穩(wěn)定劑的作用下,懸浮在非質(zhì)子溶劑中,與甘油在溶劑沸點反應,具有反應條件溫和、可控性好、產(chǎn)品易洗滌甚至不需要洗滌等優(yōu)點,所選用的溶劑價廉、低毒,回收后又可直接利用。

制備方法

將20g氧化鋅、一定量催化劑(HAc)、150mL非質(zhì)子溶劑加入250mL裝配有溫度計、攪拌器、分水器(上面安裝上回流冷凝管)的三口瓶中,攪拌10min,加入穩(wěn)定劑,攪拌5min,加入甘油,攪拌下升溫至101℃,回流反應3h。冷卻,抽濾,濾餅用乙醇洗滌后,固液分離，固體置于105°C烘箱中干燥4h,得到白色粉狀滑膩固體即為甘油鋅[1]。

應用實例

梁曉江等人以棕櫚酸化油為原料，開展了甘油鋅催化甘油酯化制備生物柴油過程研究，考察了攪拌轉(zhuǎn)速、催化劑用量、甘油用量、反應溫度對脂肪酸轉(zhuǎn)化率的影響，研究了工藝的可行性。實驗結(jié)果表明，較優(yōu)的甘油酯化反應工藝條件為：攪拌轉(zhuǎn)速400r/ min、催化劑用量1.0%（w）、甘油與脂肪酸摩爾比1.1、反應溫度180℃。甘油鋅催化劑套用三次活性未有明顯下降，且脂肪酸轉(zhuǎn)化率均達到99%以上。該工藝與240℃無催化劑甘油酯化制備生物柴油工藝相比，生物柴油收率提高了3.42百分點，且生物柴油品質(zhì)均符合指標要求，具有一定的優(yōu)勢[2]。

參考文獻

[1] 黃雪萍,彭靜,陳維洪,等. 甘油鋅的懸浮法合成及熱穩(wěn)定性能研究[J]. 塑料科技,2021,49(9):91-95. DOI:10.15925/j.cnki.issn1005-3360.2021.09.020.

[2] 梁曉江,鄭聰文,費浩天,等. 甘油鋅催化甘油酯化制備生物柴油過程研究[J]. 石油化工,2022,51(6):624-630. DOI:10.3969/j.issn.1000-8144.2022.06.003.