在化工领域中,二聚酸扮演着重要角色,影响着多个产业的发展。
简介;二聚酸因分子中含有两个羧酸基团而得名,主要指C18不饱和脂肪单酸在一定条件下反应生成以C36为主要成分的化合物。根据反应机理,二聚酸的基本结构大致分为三类:单环型,双环型和非环型。从二聚酸的定义中可以看出,二聚酸为一类物质的统称,商品化的二聚酸主要是上述三类组成的一种混合物。
1. 结构
二聚酸因其是由不饱和脂肪酸聚合这个复杂的化学反应生成的,且不饱和脂肪酸可以通过很多方式互相结合反应,因此会产生很多的异构体,二聚酸主要有单环异构体、双环异构体和无环异构体三种形式,如图所示。
2. 性质
(1)稳定的物理特性
纯二聚酸是一种黏稠液体,呈现出褐黄色透明状态,热稳定性较好。将纯二聚酸存放在-20℃环境下,也不会出现结晶现象,其透明流动性依然良好。在250℃环境下,纯二聚酸不会被蒸发,也不会出现凝胶化现象。在自然环境下将纯二聚酸加热,其颜色将变深,且表现显著。氢化二聚酸呈现出无色透明状态,即使对其进行加热处理,也不会出现颜色变化。
(2)可溶性性质分析
二聚酸难以溶入水中,但是会溶入石油、乙醇、苯、乙醚等溶剂中,两者相互之间产生化学反应,其反应类型基本上与一般的脂肪酸反应相类似。由于在二聚酸分子中含有一个到两个双键以及两个羧基,所以二聚酸在与溶剂发生反应时,将会出现α-碳反应、双键反应以及羧基反应。在研究的过程中大多数使用羧基反应。
(3)与金属反应特性分析
在金属表面涂抹二聚酸,能够在表面形成离子键结合的多分子吸附层,从而使得金属润滑性提升,并且还具有良好的防锈蚀作用。另外,酰胺树脂的使用,同样会在金属表面形成保护膜,并且具有牢固性。
3. 用途
二聚酸具有广泛的应用领域,可用于医药领域合成药物缓释剂,食品领域合成食品防腐剂,制备表面活性剂并应用于多个领域,合成树脂材料应用于电子工业领域,使产品更轻、更小、更薄。二聚酸及其衍生物在各个领域中占有重要地位,其中聚酰胺树脂原料可占总应用的75%。
4. 现状及发展趋势
(1)国外二聚酸的生产
二聚酸的研究最先是在国外开展的。美国的Cravan在1918年首先 进行二聚酸的研究,在1948年美国就用亚麻仁脂肪酸、大豆脂肪酸当作 原料进行了二聚酸的工业化生产,在70年代时,美国的二聚酸生产就非 常成熟且方兴未艾;同期,日本的二聚酸生产也达到了一定的成就,其采用妥尔油酸为原料生产二聚酸,产量占比约为美国的三分之一;随后西欧国家,德国、英国也都进行了研究,并进行生产与开发。目前二聚酸生产行业排名前三的生产厂商为Wilmar(SG),Arizona(US), Emery(MAS)。
(2)国内二聚酸的生产
自70年代后期起,我国开始着手开发研究二聚酸的生产。值得注意的是,70年代初,二聚酸的原料——精炼植物油脂的副产物脂肪酸已经有相当大的产量。因此,我国对二聚酸的生产研究取得了迅速发展,其产量在我国的天然脂肪酸中也占据相当大的比例。目前福建,四川,江苏,山东,安徽,河北,浙江,湖北均 有工厂进行二聚酸及其衍生物的生产。目前工业上已经可以灵活的使用 妥尔油脂肪酸、大豆油酸、低芥酸油脂肪酸、棉油酸、葵花籽油脂肪酸 为原料进行生产。国内大规模的二聚酸生产企业有山东汇金,力山环保, 永林油脂,维顿生物等。
(3)发展趋势
由于其无毒、无刺激性质以及原料可再生的特点,二聚酸工业被认为是环保型产业,符合可持续发展战略。此外,二聚酸的分子结构使其能够参与多种反应,从而生产出多种衍生物,具有较高的经济效益。因此,二聚酸产业一直呈现稳定增长趋势,并在未来有望继续上升。
参考文献:
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