Химия и химические технологии / 3. Лаки, краски, эмали, пигменты, герметики .

к.х.н. А.В. Протопопов, ст. С.А. Бобровская, ст. А.Н. Шлеина,
ст. Ю.Е. Курис, ст. Е.Ю. Шумилова

Алтайский государственный технический университет
им. И.И. Ползунова, Россия

Полимеризация растительных масел в присутствии серы

Растительные масла используются в лакокрасочной, полиграфической, легкой промышленности, связующего в строительной промышленности и других отраслях народного хозяйства. Около 6% продукции всей химической промышленности приходится на долю лакокрасочной промышленности. Почти каждая отрасль народного хозяйства, особенно авиация, космическая техника, машиностроение, приборостроение, радиоэлектроника, строительство, судостроение и др., являются потребителями ЛКМ.

Сотни тысяч тонн растительных масел в России расходуется на изготовление ЛКМ, до 90% являются пищевыми растительными маслами. Маслосодержащие ЛКМ – это наиболее массовые из выпускаемых лакокрасочной промышленностью. Около 50% производимых ЛКМ в основе пленкообразователя содержат растительные масла или продукты их переработки. Кроме того последние годы отмечаются значительным ростом цен на растительные масла и снижением их производства.

Адсорбционная рафинация (отбелка) является важнейшей стадией очистки растительных масел от пигментов, а также остаточного количества фосфолипидов, солей жирных кислот, остающихся в маслах после предшествующих стадий рафинации, и ионов металлов. Эффективность адсорбционной рафинации зависит от химического состава и строения адсорбента. В качестве адсорбента используют специальные активированные отбельные земли, обладающие селективностью по отношению к сопутствующим веществам растительных масел.

Количество отработанного адсорбента на крупном маслоперерабатывающем предприятии может достигать десятка тонн в сутки. В зависимости от аппаратурного оформления процесса очистки и качества исходного адсорбента отработанный материал содержит до 40% рафинированного жира, и относиться к IV классу опасности. Поэтому обезвреживание и утилизация маслосодержащих отходов, получаемых в процессе очистки растительных масел и гидрированных жиров, является весьма актуальной задачей для предприятий масложировой отрасли пищевой промышленности.

Нами проведено исследование отработанных бентонитовых адсорбентов после маслоочистки подсолнечного и рапсового масел. На первом этапе работы была проведена экстракция диэтиловым эфиром адсорбированного на бентоните масложира. При этом было установлено, что содержание масложира на бентонитовых адсорбентах составляет до 25 %.

Полученный после экстракции отбельных земель масложир подвергали предварительной обработке в присутствии щелочи. В модифицированное масло вносили серу и проводили полимеризацию в течение 0,5 - 5 часов, при температурах 120 °С, 140 ⁰С, 160 °С. Полученные продукты исследовали на йодное число, для определения прореагировавших непредельных связей. Результаты приведены в таблице 1.

Таблица 1 – Значение йодного числа при полимеризации масла

Время синтеза, ч	Подсолнечное масло			Рапсовое масло
	Температура, ^0С			Температура, ^0С
	120	140	160	120	140	160
0,5	63	233	121	13	127	70
1	114	111	44	76	97	0
2	190	6	0	114	0	-
3	228	0	-	114	-	-
4	241	-	-	32	-	-

Приведенные данные показывают, что при 120 ⁰С реакция окисления масла преобладает над реакцией полимеризации. Полученные продукты отличаются желеобразной консистенцией с вкраплениями серы. Данное обстоятельство показывает недостаточность таких температур для начала прохождения реакции полимеризации. При 140 ⁰С после двух часов синтеза начинает наблюдаться значительное повышение вязкости, продукт становится смолообразным и имеет темно-коричневый цвета. При 160 ⁰С синтез удалось провести только в течение часа, так как продукт стал «битумно-образным». Данный факт свидетельствует о достаточно полном протекании полимеризации при данных условиях.

Проведенные исследования доказывают возможность использования серосодержащих реагентов для полимеризации растительных масел, и, в частности, для переработки отработанных отбельных земель маслопереработки.

Литература

1.   Адсорбционная очистка растительных масел / Е. М. Камышан [и др.] // Масложировая промышленность. - 2004. - № 1. - С. 44-45.

2. Ю.И.Хвастухин, К.П. Костогрыз, А.Г.Копейченко, С.Н.Роман, Н.К.Когута, В.В. Собченко, А.А. Собченко. Утилизация отходов масложировых комбинатов // Наукові праці ОНАХТ - Одесса: 2007. - Вип. 30. - С. 200-205.

3. Study chemical transformations in adsorbent refining by heat treatment A. V. Protopopov, S. A. Bobrovskaya, A. V. Voroshilova, S. A. Betsina, O. V. Myasnikova, T. A. Fominih // Abstract of 12th International Symposium on the Chemistry of Natural Compounds, September 7-8, 2017, Tashkent, Uzbekistan

4. Исследование эпоксидирования растительного масла / Бобровская С.А. , Ворошилова А.В. , Шлеина А.Н. , Протопопов А.В. // News of science and education, ISSN 2312-2773 , № 8 , том 2 , 2017