山梨醇质量对成核透明剂生产的影响

刘珂

摘 要:以山梨醇为原料生产成核透明剂已经是很普遍的化学工艺。本文通过介绍山梨醇的功能用途,及其成核透明剂的常见化学原料,详细的介绍了山梨醇的质量对成核透明剂生产和研究的影响。为生产成核剂透明剂的厂家怎样选择山梨醇提高了一些参照依据。

关键词:山梨醇成核剂透明剂

中图分类号:TQ325.14 文献标识码:Ａ 文章编号:1674-098X(2012)05(a)-0139-01

1 山梨醇

1.1 山梨醇简介

山梨醇,英文名:Sorbitolum,别名:D—G1ucitol、Sorbol、Diakarmon、Nivitin。山梨醇是由法国Boussingault等从山草莓中分离出来而得的,故名山梨醇,在1958年Boye等合成成功。1958年1961年开始引入中国并在辽宁的大连油脂化工厂投入生产。它的分子式是C6H14O6。

1.2 山梨醇用途和功效

山梨醇是一种用途非常广泛的化工原料,在食品、日化、医药和化工等行业都有极为广泛的作用,可作为甜味剂、保湿剂、赋形剂、防腐剂等使用,同时具有多元醇的营养优势,即低热值、低糖、防蛀齿等功效[1]。在食品工业中,山梨醇又叫山梨糖醇。山梨糖醇是作为一种保湿剂和防腐剂使用,因为它具有吸食保湿的功能,能够防止食品干燥,保持食物的新鲜。同时,山梨醇的甜度是低于蔗糖的,且不易被细菌感染,所以也是一种生产甜品或者无糖糖果的很好原料；山梨糖醇的低糖功效同时可以给糖尿病的病人使用,也不会引起血糖升高。山梨糖醇不含醛基,不易被氧化,能够防止食物变质,是一种很好的保鲜剂。在日化工业,山梨醇的保湿性、防冻性的特点可以用在生产牙膏和化妆品工业。在医药工业中,山梨醇可以作为维生素C、糖浆、注射输液、医药压片的生产原料,也可作为各类药物的保鲜剂。在化学工业,山梨醇是可用于吐温等的生产、聚醚生产、成核剂、塑料助剂生产等。

2 成核透明剂

成核透明剂已经发展到第三代产品,即ZC-3系列。成核透明剂ZC-3通过提供晶核促进树脂结晶,使得晶粒的结构细微化,从而提高制品的刚度、热变形温度、尺寸稳定性及透明度和表面光泽度。另外,成核透明剂可以缩短制品成型周期,扩大加工条件,使制品表面光滑性增强。成核透明剂ZC-3是第三代山梨醇类成核透明剂,与Milliad 3988的化学结构与应用性能完全相同。与第一代DBS、第二代MDBS相比较,其具有更优异的生物适用性,产品无毒无味,而且在加工过程中,不会产生常人难以接受的气味。成核透明剂ZC-3尤其适用于高档次聚丙烯制品的树脂中,如在医用品、食品包装等,而且比第二代更适用于制造食品包装材料。成核透明剂ZC-3非常适用于制造透明塑料制品,如医疗用品、文化用品、饮料包装、透明杯、碗、盆、盘、CD盒等,也适用于高温消毒产品,在透明PP片材及透明PP管上也被广泛使用,成核透明剂ZC-3既可与PP干混直接使用,也可制成2.5%～5%的母粒后再使用,一般成核透明剂ZC-3的添加量在0.2%～0.4%增透效果已很显著。建议添加量0.2%～0.4%,加工温度190～260℃。

3 山梨醇质量对成核透明剂生产研究

山梨醇的是成核剂生产的一类原料,如1,3-2,4-二亚(对乙基)苄基山梨醇(EDBS)为成核剂,EDBS透明成核剂是聚丙烯(PP)的有效α诱导剂, EDBS的加入能提高晶球的生产速度,使结晶峰变得尖锐,结晶温度区间变窄,提高聚丙烯的结晶速率和结晶密度,它的熔融吸收峰温度提高2～4℃,结晶度也提高7%～20%。从雾度和透明率数据可以看出,成核聚丙烯的光学性能和透明率都有所改变,提高了效率,在聚丙烯中添加0.3%成核剂时,聚丙烯的改性效果最好。所以山梨醇的就是增加成核剂形成的加速器,而山梨醇的质量势必会影响成核剂的生成效率。

我们可以做一个山梨醇合成成核剂的实验:在反应器中加入溶剂环己烷预热到40℃后,加入固体D-山梨糖醇,对乙基苯甲醛,催化剂对甲苯磺酸,搅拌加热至50℃持续20min后升温至72℃,氮气保护反应,并连续滴加促进剂甲醇,使D-山梨糖醇和对乙基苯甲醛在溶剂与水的共沸温度下进行羟醛缩合反应,当水与有机溶剂沸蒸、冷凝器冷凝后流入液,再把水分成,溶剂经脱水后返回反应体系继续使缩醛化反应在温度降至50℃,再加入碳酸钠溶液中除去催化剂蒸出溶剂。加入异丙醇溶液回流,除去异丙醇,再用丙酮洗、水洗直至固体为白色,于60℃的真空干燥箱中烘24h。其中山梨醇在实验中起着主导作用,它的质量密度和纯度对成核剂的生产有密切影响。

透明剂的发展经历了一个漫长的过程,在20世纪70年代日本人就发现,在聚丙烯中加入二苯甲醛(透明剂的一种)就可以提高聚丙烯的透明度和光泽度,所以二苯甲醛就开始被广泛的应用在工业中,透明剂开始广泛使用。在我国透明剂的生产原料主要是山梨醇。

山梨糖醇类的透明剂对透明剂生产的影响可以分为几个方面:如山梨糖醇类第一代产品为DBS,其化学名称是1、3或2、4-二亚苄山梨糖醇。它不溶于水,也不溶于烷烃、环烷烃、芳烃等溶剂,微溶于甲醇、丙醇,易溶于N-甲基-2-吡咯烷酮。在生产厚壁透明制品时效果较差。在第二代的山梨醇透明剂其化学名称是1、3或2、4-(对甲基苯甲醛)山梨糖醇。它的透明性进一步的改良了,加工的工艺范围也较宽,但它有一股异味,使人们的感觉器官有刺激。到第三代透明剂Millad3988,它在性能、气味和其他一些功能方面,均比第二代产品有改良。化学名称是1、3:2、4-二(3,4-二甲基苯甲醛)山梨糖醇。这是现在最先进,效果最好的山梨糖醇类透明剂成核剂了。在使用中没有异味,是成核作用强、提高结晶温度和收

缩各向同性,可减少制件翘曲。效果和加工范围也变广,市场前景都很大。所以说山梨醇的选择对透明剂的生产有很大的影响。

4结语

把山梨醇作为原料,在在酸催化剂作用下,分别与对甲基苯甲醛,3,4-二甲基苯甲醛和其他的苯甲醛一起为原料,生产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。成核透明剂收率达到99%以上,所以说选择怎样的山梨醇对成核透明剂的产生至关重要,这样的工业化生产,使得产品成本低,应用性能很强,具有很广的市场前景。

参考文献

[1]王艳芝,张旺玺.改性透明聚丙烯.合成技术及应用,2003,18(1):27

[2]陈彦,徐懋.聚合物结晶成核剂作用的表征方法18深圳大学学报理工版第2卷的比较和研究[J].高分子学报,1998,12(6):671-678.