山梨醇質量對成核透明劑生產的影響

劉珂

摘 要:以山梨醇為原料生產成核透明劑已經是很普遍的化學工藝。本文通過介紹山梨醇的功能用途,及其成核透明劑的常見化學原料,詳細的介紹了山梨醇的質量對成核透明劑生產和研究的影響。為生產成核劑透明劑的廠家怎樣選擇山梨醇提高了一些參照依據。

關鍵詞:山梨醇成核劑透明劑

中圖分類號:TQ325.14 文獻標識碼:Ａ 文章編號:1674-098X(2012)05(a)-0139-01

1 山梨醇

1.1 山梨醇簡介

山梨醇,英文名:Sorbitolum,別名:D—G1ucitol、Sorbol、Diakarmon、Nivitin。山梨醇是由法國Boussingault等從山草莓中分離出來而得的,故名山梨醇,在1958年Boye等合成成功。1958年1961年開始引入中國并在遼寧的大連油脂化工廠投入生產。它的分子式是C6H14O6。

1.2 山梨醇用途和功效

山梨醇是一種用途非常廣泛的化工原料,在食品、日化、醫藥和化工等行業都有極為廣泛的作用,可作為甜味劑、保濕劑、賦形劑、防腐劑等使用,同時具有多元醇的營養優勢,即低熱值、低糖、防蛀齒等功效[1]。在食品工業中,山梨醇又叫山梨糖醇。山梨糖醇是作為一種保濕劑和防腐劑使用,因為它具有吸食保濕的功能,能夠防止食品干燥,保持食物的新鮮。同時,山梨醇的甜度是低于蔗糖的,且不易被細菌感染,所以也是一種生產甜品或者無糖糖果的很好原料；山梨糖醇的低糖功效同時可以給糖尿病的病人使用,也不會引起血糖升高。山梨糖醇不含醛基,不易被氧化,能夠防止食物變質,是一種很好的保鮮劑。在日化工業,山梨醇的保濕性、防凍性的特點可以用在生產牙膏和化妝品工業。在醫藥工業中,山梨醇可以作為維生素C、糖漿、注射輸液、醫藥壓片的生產原料,也可作為各類藥物的保鮮劑。在化學工業,山梨醇是可用于吐溫等的生產、聚醚生產、成核劑、塑料助劑生產等。

2 成核透明劑

成核透明劑已經發展到第三代產品,即ZC-3系列。成核透明劑ZC-3通過提供晶核促進樹脂結晶,使得晶粒的結構細微化,從而提高制品的剛度、熱變形溫度、尺寸穩定性及透明度和表面光澤度。另外,成核透明劑可以縮短制品成型周期,擴大加工條件,使制品表面光滑性增強。成核透明劑ZC-3是第三代山梨醇類成核透明劑,與Milliad 3988的化學結構與應用性能完全相同。與第一代DBS、第二代MDBS相比較,其具有更優異的生物適用性,產品無毒無味,而且在加工過程中,不會產生常人難以接受的氣味。成核透明劑ZC-3尤其適用于高檔次聚丙烯制品的樹脂中,如在醫用品、食品包裝等,而且比第二代更適用于制造食品包裝材料。成核透明劑ZC-3非常適用于制造透明塑料制品,如醫療用品、文化用品、飲料包裝、透明杯、碗、盆、盤、CD盒等,也適用于高溫消毒產品,在透明PP片材及透明PP管上也被廣泛使用,成核透明劑ZC-3既可與PP干混直接使用,也可制成2.5%～5%的母粒后再使用,一般成核透明劑ZC-3的添加量在0.2%～0.4%增透效果已很顯著。建議添加量0.2%～0.4%,加工溫度190～260℃。

3 山梨醇質量對成核透明劑生產研究

山梨醇的是成核劑生產的一類原料,如1,3-2,4-二亞(對乙基)芐基山梨醇(EDBS)為成核劑,EDBS透明成核劑是聚丙烯(PP)的有效α誘導劑, EDBS的加入能提高晶球的生產速度,使結晶峰變得尖銳,結晶溫度區間變窄,提高聚丙烯的結晶速率和結晶密度,它的熔融吸收峰溫度提高2～4℃,結晶度也提高7%～20%。從霧度和透明率數據可以看出,成核聚丙烯的光學性能和透明率都有所改變,提高了效率,在聚丙烯中添加0.3%成核劑時,聚丙烯的改性效果最好。所以山梨醇的就是增加成核劑形成的加速器,而山梨醇的質量勢必會影響成核劑的生成效率。

我們可以做一個山梨醇合成成核劑的實驗:在反應器中加入溶劑環己烷預熱到40℃后,加入固體D-山梨糖醇,對乙基苯甲醛,催化劑對甲苯磺酸,攪拌加熱至50℃持續20min后升溫至72℃,氮氣保護反應,并連續滴加促進劑甲醇,使D-山梨糖醇和對乙基苯甲醛在溶劑與水的共沸溫度下進行羥醛縮合反應,當水與有機溶劑沸蒸、冷凝器冷凝后流入液,再把水分成,溶劑經脫水后返回反應體系繼續使縮醛化反應在溫度降至50℃,再加入碳酸鈉溶液中除去催化劑蒸出溶劑。加入異丙醇溶液回流,除去異丙醇,再用丙酮洗、水洗直至固體為白色,于60℃的真空干燥箱中烘24h。其中山梨醇在實驗中起著主導作用,它的質量密度和純度對成核劑的生產有密切影響。

透明劑的發展經歷了一個漫長的過程,在20世紀70年代日本人就發現,在聚丙烯中加入二苯甲醛(透明劑的一種)就可以提高聚丙烯的透明度和光澤度,所以二苯甲醛就開始被廣泛的應用在工業中,透明劑開始廣泛使用。在我國透明劑的生產原料主要是山梨醇。

山梨糖醇類的透明劑對透明劑生產的影響可以分為幾個方面:如山梨糖醇類第一代產品為DBS,其化學名稱是1、3或2、4-二亞芐山梨糖醇。它不溶于水,也不溶于烷烴、環烷烴、芳烴等溶劑,微溶于甲醇、丙醇,易溶于N-甲基-2-吡咯烷酮。在生產厚壁透明制品時效果較差。在第二代的山梨醇透明劑其化學名稱是1、3或2、4-(對甲基苯甲醛)山梨糖醇。它的透明性進一步的改良了,加工的工藝范圍也較寬,但它有一股異味,使人們的感覺器官有刺激。到第三代透明劑Millad3988,它在性能、氣味和其他一些功能方面,均比第二代產品有改良。化學名稱是1、3:2、4-二(3,4-二甲基苯甲醛)山梨糖醇。這是現在最先進,效果最好的山梨糖醇類透明劑成核劑了。在使用中沒有異味,是成核作用強、提高結晶溫度和收

縮各向同性,可減少制件翹曲。效果和加工范圍也變廣,市場前景都很大。所以說山梨醇的選擇對透明劑的生產有很大的影響。

4結語

把山梨醇作為原料,在在酸催化劑作用下,分別與對甲基苯甲醛,3,4-二甲基苯甲醛和其他的苯甲醛一起為原料,生產1,3:2,4-二甲基山梨醇(MDBS)和1,3:2,4-二(3,4-二甲基)山梨醉(DMDBS)的化合物。成核透明劑收率達到99%以上,所以說選擇怎樣的山梨醇對成核透明劑的產生至關重要,這樣的工業化生產,使得產品成本低,應用性能很強,具有很廣的市場前景。

參考文獻

[1]王艷芝,張旺璽.改性透明聚丙烯.合成技術及應用,2003,18(1):27

[2]陳彥,徐懋.聚合物結晶成核劑作用的表征方法18深圳大學學報理工版第2卷的比較和研究[J].高分子學報,1998,12(6):671-678.